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晶振的作用与应用详解

 晶振全称为晶体振荡器(英文Crystal Oscillators),其作用在于产生原始的时钟频率,这个频率经过频率发生器的放大或缩小后就成了电脑中各种不同的总线频率。
                                                 
                  


晶振的分类
      晶体振荡器也分为无源晶振有源晶振两种类型。无源晶振与有源晶振(谐振)的英文名称不同,无源晶振为crystal(晶体),而有源晶振则叫做oscillator(振荡器)。无源晶振需要借助于时钟电路才能产生振荡信号,自身无法振荡起来,所以“无源晶振”这个说法并不准确;有源晶振是一个完整的谐振振荡器。石英晶体振荡器与石英晶体谐振器都是提供稳定电路频率的一种电子器件。石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应来起振,而石英晶体谐振器是利用石英晶体和内置IC共同作用来工作的。振荡器直接应用于电路中,谐振器工作时一般需要提供3.3V电压来维持工作。振荡器比谐振器多了一个重要技术参数:谐振电阻(RR),谐振器没有电阻要求。
 
晶振的作用

       1.晶振作用:给单片机正常工作提供稳定的时钟信号。原理:在石英晶体的两个极板上加一个电场,晶片会产生机械变形,对极板施加机械力使其变形,又会在极板上产生相应的电荷,这叫压电效应。如果在两个极板上加上交变的电压,晶片便会产生机械变形震荡,同时这种机械震荡还会产生交变的电场(比较的微小),但是当外加交变的电压的频率与晶片固有的频率(由其形状和尺寸决定)相等时,机械振动的幅度会加剧,产生交变电场也增大。叫做压电谐波。
        2.即使去掉晶振,电路照样的能振荡,并且如果把那两个电容改成可调电容的话也能得到想要的某个频率,那还要晶振干什么:晶振、陶瓷谐振槽路、RC振荡器以及硅振荡器是适用于微控制器的四种时钟源。针对具体应用优化时钟源设计依赖于以下因素:成本、精度和环境参数。RC振荡器能够快速启动,成本也比较低,但通常在整个温度和工作电源电压范围内精度较差,会在标称输出频率的5%至50%范围内变化;但相对RC振荡器而言,基于晶振与陶瓷谐振槽路的振荡器通常能提供非常高的初始精度和较低的温度系数。
 
晶振的应用
    晶体振荡器被广泛应用到军、民用通信电台,微波通信设备,程控电话交换机,无线电综合测试仪,BP机、移动电话发射台,高性能频率计数器、GPS、卫星通信、遥控移动设备等。它有多种封装,特点是电气性能规范多种多样。它有好几种不同的类型:电压控制晶体振荡器(VCXO)、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、恒温晶体振荡器(OCXO),以及数字补偿晶体振荡器(MCXO或DTCXO),每种类型都有自己的独特性能。如果需要使设备即开即用,您就必须选用VCXO或温补晶振,如果要求稳定度在0.5ppm以上,则需选择数字温补晶振(MCXO)。模拟温补晶振适用于稳定度要求在5ppm~0.5ppm之间的需求。VCXO只适合于稳定度要求在5ppm以下的产品。在不需要即开即用的环境下,如果需要信号稳定度超过0.1ppm的,可选用OCXO。

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