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深圳市偉瑞電子有限公司
308晶振正規代理 無源晶振作用 中國晶體廠
石英晶體,有天然的也有人造的,是一種重要的壓電晶體材料。石英晶體本身并非振蕩器,它只有借助于有源激勵和無源電抗網絡方可產生振蕩。SPXO主要是由品質因數(Q)很高的晶體諧振器(即晶體振子)與反饋式振蕩電路組成的。石英晶體振子是振蕩器中的重要元件,晶體的頻率(基頻或n次諧波頻率)及其溫度特性在很大程度上取決于其切割取向。石英晶體諧振器的基本結構、(金屬殼)封裝及其等效電路。只要在晶體振子板極上施加交變電壓,就會使晶片產生機械變形振動,此現象即所謂逆壓電效應。當外加電壓頻率等于晶體諧振器的固有頻率時,就會發生壓電諧振,從而導致機械變形的振幅突然增大。
石英鐘走時準、耗電省、經久耐用為其大優點。不論是老式石英鐘或是新式多功能石英鐘都是以石英晶體振蕩器為核心電路,其頻率精度決定了電子鐘表的走時精度。其中V1和V2構成CMOS反相器石英晶體Q與振蕩電容C1及微調電容C2構成振蕩系統,這里石英晶體相當于電感。振蕩系統的元件參數確定了振頻率。一般Q、C1及C2均為外接元件。另外R1為反饋電阻,R2為振蕩的穩定電阻,它們都集成在電路內部。故無法通過改變C1或C2的數值來調整走時精度。但此時仍可用加接一只電容C有方法,來改變振蕩系統參數,以調整走時精度。根據電子鐘表走時的快慢,調整電容有兩種接法:若走時偏快,則可在石英晶體兩端并接電容C。此時系統總電容加大,振蕩頻率變低,走時減慢。若走時偏慢,則可在晶體支路中串接電容C。此時系統的總電容減小,振蕩頻率變高,走時增快。只要經過耐心的反復試驗,就可以調整走時精度。因此,晶振可用于時鐘信號發生器。
晶振在電氣上可以等效成一個電容和一個電阻并聯再串聯一個電容的二端網絡,電工學上這個網絡有兩個諧振點,以頻率的高低分其中較低的頻率為串聯諧振,較高的頻率為并聯諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個頻率的距離相當的接近,在這個極窄的頻率范圍內,晶振等效為一個電感,所以只要晶振的兩端并聯上合適的電容它就會組成并聯諧振電路。這個并聯諧振電路加到一個負反饋電路中就可以構成正弦波振蕩電路,由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄,所以即使其他元件的參數變化很大,這個振蕩器的頻率也不會有很大的變化。晶振有一個重要的參數,那就是負載電容值,選擇與負載電容值相等的并聯電容,就可以得到晶振標稱的諧振頻率。一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放大器(注意是放大器不是反相器)的兩端接入晶振,再有兩個電容分別接到晶振的兩端,每個電容的另一端再接到地,這兩個電容串聯的容量值就應該等于負載電容,請注意一般IC的引腳都有等效輸入電容,這個不能忽略。一般的晶振的負載電容為15p或12.5p,如果再考慮元件引腳的等效輸入電容,則兩個22p的電容構成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。
如何防止晶振出現不良現象,現在介紹嚴格按照技術要求的規定,對晶振組件進行檢漏試驗以檢查其密封性,具體如下:
1、壓封工序是將調好的諧振件在保護中與外殼封裝起來,以穩定石英晶體諧振器的電氣性能。在此工序應保持送料倉、壓封倉和出料倉干凈,壓封倉要連續沖,并在壓封過程中注意焊頭磨損情況及模具位置,電壓、氣壓和流量是否正常,否則及時處理。其質量標準為:無傷痕、毛刺、頂坑、彎腿,壓印對稱不可歪斜。
2、由于石英晶體是被動組件,它是由IC提供適當的激勵功率而正常工作的,因此,當激勵功率過低時,石英晶振不易起振,過高時,便形成過激勵,使石英芯片破損,引起停振。所以,應提供適當的激勵功率。另外,有功負載會消耗一定的功率,從而降低晶體Q值,從而使晶體的穩定性下降,容易受周邊有源組件影響,處于不穩定狀態,出現時振時不振現象,所以,外加有功負載時,應匹配一個比較合適有功負載。
3、控制好剪腳和焊錫工序,并保證基座絕緣性能和引腳質量,引腳鍍層光亮均勻無麻面,無變形、裂痕、變色、劃傷、污跡及鍍層剝落。為了更好地防止單漏,可以在晶體下加一個絕緣墊片。
4、當晶體產生頻率漂移而且超出頻差范圍時,應檢查是否匹配了合適的負載電容,可以通過調節晶體的負載電容來解決。
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