晶振与匹配电容的总结

晶振旁的电阻(并联与串联)

一份电路在其输出端串接了一个22K的电阻，在其输出端和输入端之间接了一个10M的电阻，这是由于连接晶振的芯片端内部是一个线性运算放大器，将输入进行反向180度输出，晶振处的负载电容电阻组成的网络提供另外180度的相移，整个环路的相移360度，满足振荡的相位条件，同时还要求闭环增益大于等于1，晶体才正常工作。

晶振输入输出连接的电阻作用是产生负反馈，保证放大器工作在高增益的线性区，一般在M欧级，输出端的电阻与负载电容组成网络，提供180度相移，同时起到限流的作用，防止反向器输出对晶振过驱动，损坏晶振。

和晶振串联的电阻常用来预防晶振被过分驱动。晶振过分驱动的后果是将逐渐损耗减少晶振的接触电镀，这将引起频率的上升，并导致晶振的早期失效，又可以讲drive level调整用。用来调整drive level和发振余裕度。

Xin和Xout的内部一般是一个施密特反相器,反相器是不能驱动晶体震荡的.因此,在反相器的两端并联一个电阻,由电阻完成将输出的信号反向 180度反馈到输入端形成负反馈,构成负反馈放大电路.晶体并在电阻上,电阻与晶体的等效阻抗是并联关系,自己想一下是电阻大还是电阻小对晶体的阻抗影响小大?

电阻的作用是将电路内部的反向器加一个反馈回路，形成放大器，当晶体并在其中会使反馈回路的交流等效按照晶体频率谐振，由于晶体的Q值非常高，因此电阻在很大的范围变化都不会影响输出频率。过去，曾经试验此电路的稳定性时，试过从100K～20M都可以正常启振，但会影响脉宽比的。

晶体的Q值非常高, Q值是什么意思呢? 晶体的串联等效阻抗是 Ze = Re + jXe, Re<< |jXe|, 晶体一般等效于一个Q很高很高的电感，相当于电感的导线电阻很小很小。Q一般达到10^-4量级。

避免信号太强打坏晶体的。电阻一般比较大，一般是几百K。

{百优2010新机器就有这噪音}查遍了升压集成的周边所有元件准确无误，百度里查到图看到升压集成3脚对地接有定时电容,{就是震荡电容}它的品质好坏决定升压电路的稳定度和震荡波形的幅度、宽度优劣，拆下用电容表测试1956pf,放大镜观看认定为瓷片高频电容，会不会是高频瓷片电容“特性”形成的波形过于“尖”，以至于升压后输出的纹波较大、常规的滤波电路高频滤除不干净所致。波形转换路6为串联型lc电路，输出开关电路5工作时，将产生正负交替的方波电压(电流)给波形转换路6，如图4至图6所示，由于电容c9、cio、cll及电感l2 两端的电压都不能突变，开始时电容c9、c11上的电压为0，电感l2上的电压等于vc6(c6上的电压)，然后电容c9、c11逐渐充电，电压慢慢上升，电感l2两端的电压也慢慢下降，经过一定时间后，电容c9、c11电压之和等于vc6，电感l2两端电压为0，这就完成了电压上升的过程，方波从0向vc6的跳变经过波形转换电路后变成了下正弦波的上升阶段。晶体管交流电源净化电路，由大功率整流桥将50hz的交流电分为正、负两个半周进行整形处理，正负半周波形校正均由一至四级二极管d和电容c校正网络电路组成，校正网络电路包括处理上升沿电压的串联二级管和处理下升沿电压的串联二级管，这两串二极管又是并联的，且连接的极性相反，每只二极管并联一电容，从而构成一级校正电路，从大电容c9两端得到了一个正弦波的正半周，大电容c9经三极管q1取样放大，推动放大后进入电流或功率放大级，放大级输出端连接着由组成的r、c校正电路，正负两个半周各经过整形校正后的波形由大功率整流桥d2合成为一个正弦波。

并联稳压二极管的缺陷是增加等效输人电容cin，从而影响开关速度，并联电阻的缺陷是减小输入阻抗，增大驱动电流，使用时应根需要取舍。晶体并在电阻上，电阻与晶体的等效阻抗是并联关系，自己想一下是电阻大还是电阻小对晶体的阻抗影响小大。 晶体的串联等效阻抗是 ze = re + jxe， re《《 |jxe|， 晶体一般等效于一个q很高很高的电感，相当于电感的导线电阻很小很小。

关于晶振

石英晶体振荡器是高精度和高稳定度的振荡器，被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中，以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。

一、石英晶体振荡器的基本原理

1、石英晶体振荡器的结构

石英晶体振荡器是利用石英晶体(二氧化硅的结晶体)的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本构成大致是：从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等)，在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。

2、压电效应

若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形。反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。

3、符号和等效电路

当晶体不振动时，可把它看成一个平板电容器称为静电电容C，它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关，一般约几个PF到几十PF。当晶体振荡时，机械振动的惯性可用电感L来等效。一般L的值为几十mH 到几百mH。晶片的弹性可用电容C来等效，C的值很小，一般只有0.0002～0.1pF。晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R来等效，它的数值约为100Ω。由于晶片的等效电感很大，而C很小，R也小，因此回路的品质因数Q很大，可达1000～10000。加上晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关，而且可以做得精确，因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定度。

4、谐振频率

从石英晶体谐振器的等效电路可知，它有两个谐振频率，即(1)当L、C、R支路发生串联谐振时，它的等效阻抗最小(等于R)。串联揩振频率用fs表示，石英晶体对于串联揩振频率fs呈纯阻性，(2)当频率高于fs时L、C、R支路呈感性，可与电容C。ocxo 频率稳定度发生并联谐振，其并联频率用fd表示。

转换法的有：比较物体的动能大小时可以根据被撞击的木块移动的距离来判断.比较势能的大小时可以根据木桩被撞击陷入沙中的深度来判断.比较电阻丝放出的热量可以根据烧瓶中液体升高的温度来判断.等效替代法：两个电阻串联或并联时的等效电阻多大,可以根据一个电阻接入同一电路中电流相 同,即效果相同,来求出串联或并联电路的总电阻.两个力。如果有n个弹簧并联，其弹簧刚度系数分别为k1, k2, …, kn， 则等效刚度系数为弹簧的并联与串联，不能按表面形式来划分，应从力的分析来判断 。1、 串联弹簧的等效刚度比原来各弹簧的刚度都要小，并联弹簧的等效刚度比原来各弹簧的。

二、石英晶体振荡器类型特点

石英晶体振荡器是由品质因素极高的石英晶体振子(即谐振器和振荡电路组成。晶体的品质、切割取向、晶体振子的结构及电路形式等，共同决定振荡器的性能。国际电工委员会(IEC)将石英晶体振荡器分为4类：普通晶体振荡(TCXO)，电压控制式晶体振荡器(VCXO)，温度补偿式晶体振荡(TCXO)，恒温控制式晶体振荡(OCXO)。目前发展中的还有数字补偿式晶体损振荡(DCXO)等。

普通晶体振荡器(SPXO)可产生10^(-5)～10^(-4)量级的频率精度，标准频率1—100MHZ，频率稳定度是±100ppm。SPXO没有采用任何温度频率补偿措施，价格低廉，通常用作微处理器的时钟器件。封装尺寸范围从21×14×6mm及5×3.2×1.5mm。

电压控制式晶体振荡器(VCXO)的精度是10^(-6)～10^(-5)量级，频率范围1~30MHz。低容差振荡器的频率稳定度是±50ppm。通常用于锁相环路。封装尺寸14×10×3mm。

自主研发的i5数控系统使沈阳机床拥有强大的底层技术，在此基础上，技术人员可以根据客户不同的加工需求，在产品安装调试之初就对机械安装导致的精度损失进行测量，再使用“双向不等距螺距误差补偿”和“空间误差补偿”等功能对机床进给轴进行有效弥补和调整，从而保证产品的定位精度和重复定位精度，使零件的加工精度得到提升。 基本参数： 品牌：st 封装：to-220 压降:2v 输出数:1 针脚数:3 封装类型:to-220 工作温度范围:0°c to +150°c 封装类型:to-220 工作温度最低:0°c 工作温度最高:150°c 器件标号:7805 器件标记:l7805cv 容差,工作电压+:4% 电压整流器类型:正固定 电源电压最大:20v 电源电压最小:8v 芯片标号:7805 表面安装器件:通孔安装 输入电压最大:35v 输入电压最小:7v 输出电压最大:5v 输出电流最大:1.5a 电压:5v 输出电压:5v [全文]。这两项精度的优越性则主要依托于数控系统的“双向不等距螺距误差补偿”功能和“空间误差补偿”功能。

恒温控制式晶体振荡器(OCXO)将晶体和振荡电路置于恒温箱中，以消除环境温度变化对频率的影响。OCXO频率精度是10^(-10)至10^(-8)量级，对某些特殊应用甚至达到更高。频率稳定度在四种类型振荡器中最高。ocxo 频率稳定度

三、石英晶体振荡器的主要参数

晶振的主要参数有标称频率，负载电容、频率精度、频率稳定度等。不同的晶振标称频率不同，标称频率大都标明在晶振外壳上。如常用普通晶振标称频率有：48kHz、500 kHz、503.5 kHz、1MHz～40.50 MHz等，对于特殊要求的晶振频率可达到1000 MHz以上，也有的没有标称频率，如CRB、ZTB、Ja等系列。负载电容是指晶振的两条引线连接IC块内部及外部所有有效电容之和，可看作晶振片在电路中串接电容。负载频率不同决定振荡器的振荡频率不同。标称频率相同的晶振，负载电容不一定相同。因为石英晶体振荡器有两个谐振频率，一个是串联揩振晶振的低负载电容晶振：另一个为并联揩振晶振的高负载电容晶振。所以，标称频率相同的晶振互换时还必须要求负载电容一至，不能冒然互换，否则会造成电器工作不正常。频率精度和频率稳定度：由于普通晶振的性能基本都能达到一般电器的要求，对于高档设备还需要有一定的频率精度和频率稳定度。频率精度从10^(-4)量级到10^(-10)量级不等。稳定度从±1到±100ppm不等。这要根据具体的设备需要而选择合适的晶振，如通信网络，无线数据传输等系统就需要更高要求的石英晶体振荡器。因此，晶振的参数决定了晶振的品质和性能。在实际应用中要根据具体要求选择适当的晶振，因不同性能的晶振其价格不同，要求越高价格也越贵，一般选择只要满足要求即可。

四、石英晶体振荡器的发展趋势

1、小型化、薄片化和片式化：为满足移动电话为代表的便携式产品轻、薄、短小的要求，石英晶体振荡器的封装由传统的裸金属外壳覆塑料金属向陶瓷封装转变。例如TCXO这类器件的体积缩小了30～100倍。采用SMD封装的TCXO厚度不足2mm，目前5×3mm尺寸的器件已经上市。

1：垂直轨道补偿式计数，数粒精度几乎可达100%，避免了传统震动或旋转式的数粒精度误差大的弊病。工作平稳性精度由补偿前的7级精度稳定提高到补偿后的5级精度，提高精度2级。王润田提出，为了在一个较长的范围内达到测距的精度，在测距时同时发射两个频率的超声波，频率较大的测较近的距离，频率较小的测较长的距离，这样在较大的范围内实现较高的测距精度。

3、低噪声，高频化，在GPS通信系统中是不允许频率颤抖的，相位噪声是表征振荡器频率颤抖的一个重要参数。目前OCXO主流产品的相位噪声性能有很大改善。除VCXO外，其它类型的晶体振荡器最高输出频率不超过200MHz。例如用于GSM等移动电话的UCV4系列压控振荡器，其频率为650～1700 MHz，电源电压2.2～3.3V，工作电流8～10mA。