石英鐘走時準、耗電省、經久耐用為其大優(yōu)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(tǒng),這里石英晶體相當于電感。振蕩系統(tǒng)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(wěn)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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,可以調整走時精度。因此,晶振可用于時鐘信號發(fā)生器。
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,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,會發(fā)生壓電諧振,從而導致機械變形的振幅突然增大。
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(lián)的容量值應該等于負載電容,請注意一般IC的引腳都有等效輸入電容,這個不能忽略。
晶體振蕩器實際應用的環(huán)境需要慎重考慮。例如,高強度的振動或沖擊會給振蕩器帶來問題。除了可能產生物理損壞,振動或沖擊可在某些頻率下引起錯誤的動作。這些外部感應的擾動會產生頻率跳動、增加噪聲份量以及間歇性振蕩器失效。對于要求特殊EMI兼容的應用,EMI是另一個要優(yōu)先考慮的問題。除了采用合適的PC母板布局技術,重要的是選擇可提供輻射量小的時鐘振蕩器。一般來說,具有較慢上升/下降時間的振蕩器呈現較好的EMI特性。













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