晶振的原理及作用 晶振是什么作用( 二 )


25、有源晶振不需要芯片的内部振荡器,可以提供高精度的频率基准,信号质量也较无源晶振要好 。
26、每种芯片的手册上都会提供外部晶振输入的标准电路,会表明芯片的最高可使用频率等参数,在设计电路时要掌握 。
27、与计算机用CPU不同,单片机现在所能接收的晶振频率相对较低,但对于一般控制电路来说足够了 。
28、晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型 。
29、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) 。
30、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 。
31、谐振振荡器包括石英(或其晶体材料)晶体谐振器,陶瓷谐振器,LC谐振器等 。
32、晶振与谐振振荡器有其共同的交集有源晶体谐振振荡器 。
33、石英晶片所以能做振荡电路(谐振)是基于它的压电效应,从物理学中知道,若在晶片的两个极板间加一电场,会使晶体产生机械变形;反之,若在极板间施加机械力,又会在相应的方向上产生电场,这种现象称为压电效应 。
34、如在极板间所加的是交变电压,就会产生机械变形振动,同时机械变形振动又会产生交变电场 。
35、一般来说,这种机械振动的振幅是比较小的,其振动频率则是很稳定的 。
36、但当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(决定于晶片的尺寸)相等时,机械振动的幅度将急剧增加,这种现象称为压电谐振,因此石英晶体又称为石英晶体谐振器 。
37、 其特点是频率稳定度很高 。
38、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 。
39、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来共同作用来工作的 。
40、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 。
41、振荡器比谐振器多了一个重要技术参数为:谐振电阻(RR),谐振器没有电阻要求 。
42、RR的大小直接影响电路的性能,也是各商家竞争的一个重要参数 。
43、三、概述微控制器的时钟源可以分为两类:基于机械谐振器件的时钟源,如晶振、陶瓷谐振槽路;基于相移电路的时钟源,如:RC (电阻、电容)振荡器 。
44、硅振荡器通常是完全集成的RC振荡器,为了提高稳定性,包含有时钟源、匹配电阻和电容、温度补偿等 。
45、机械式谐振器与RC振荡器的主要区别基于晶振与陶瓷谐振槽路(机械式)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 。
46、相对而言,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 。
47、图1所示的电路能产生可靠的时钟信号,但其性能受环境条件和电路元件选择以及振荡器电路布局的影响 。
48、需认真对待振荡器电路的元件选择和线路板布局 。
49、在使用时,陶瓷谐振槽路和相应的负载电容必须根据特定的逻辑系列进行优化 。
50、具有高Q值的晶振对放大器的选择并不敏感,但在过驱动时很容易产生频率漂移(甚至可能损坏) 。
51、影响振荡器工作的环境因素有:电磁干扰(EMI)、机械震动与冲击、湿度和温度 。
52、这些因素会增大输出频率的变化,增加不稳定性,并且在有些情况下,还会造成振荡器停振 。
53、振荡器模块上述大部分问题都可以通过使用振荡器模块避免 。