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石英晶體諧振器的穩頻條件

石英晶體諧振器的穩頻條件

2019-12-25 08:49:19


石英晶體諧振器的頻率穩定度與以下三方面有關:負載電容、激勵電平和頻率溫度特性。


負載電容

石英諧振器一般作為電感組件在振蕩電路中起穩頻作用,而電路的其它組件均可等效為一個負載電容與石英諧振器的等效參數及頻率穩定度帶來影響。


石英晶振元件兩腳向振蕩電路方向看進去的所有有效電容,就是該振蕩電路加給石英晶振的負載電容。負載電容同石英晶振共同決定電路的工作頻率。


通過調整負載電容,就可以將振蕩電路的工作頻率調整到標稱值。負載電容選用要合理,電容太大時,雜散電容影響減小,但微調率下降; 容值太小時,微調率增加,但雜散電容影響增加、負載諧振電阻增加, 甚至起振困難。


石英晶體諧振器.png


激勵電平

一般取70 -100uA 為佳,用激勵功率表示時,一般取1 -100uW 為佳。激勵電平的大小直接影響石英諧振器的性能,所以電路設計者一定要嚴格控制石英諧振器在規定的激勵電平下工作,以便充分發揮石英諧振器的特點。


一般來講,激勵電平偏小對于長穩有利,激勵電平稍大對于短穩有利。但是激勵電平太大,石英片振動強,振動區域溫度升高,石英片內產生溫度梯度,會使頻率穩定度降低;激勵電平過大,由于機械形變超過彈性限度而引起的晶格位移,使頻率產生的變化,甚至有時會把石英片振壞;激勵電平過大,會使等效電阻增加,Q 值下降,電阻溫度特性和頻率溫度特性變得不規則;激勵電平過大,容易激起寄生振動,同時還會使老化變大。


當然,激勵電平過低也會使信噪比變小而影響短期穩定度,激勵電平太低,諧振器不易起振,影響工作的穩定和可靠性。所以諧振器使用應根據不同的要求嚴格控制激勵電平,更不能為了增大輸出而隨意提高激勵電平。


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