溫補(bǔ)晶振(Temperature Compensated Crystal Oscillator,TCXO) 是一種通過溫度補(bǔ)償技術(shù)提升頻率穩(wěn)定性的晶體振蕩器。其核心目標(biāo)是抵消因環(huán)境溫度變化導(dǎo)致的晶體諧振頻率漂移,使輸出頻率更穩(wěn)定。
晶振,即石英晶體振蕩器,是電子設(shè)備中用于產(chǎn)生穩(wěn)定振蕩信號的元件。在光模塊中,晶振的主要作用是提供高精度的時(shí)鐘信號和頻率控制,確保光模塊在高速傳輸時(shí)保持穩(wěn)定性和可靠性。晶振的性能直接影響光模塊的傳輸速率、傳輸距離、功耗和體積等關(guān)鍵參數(shù)。
晶振的振蕩本質(zhì)上是一種機(jī)械振動(dòng)(在壓電晶體層面)。當(dāng)兩個(gè)晶振靠得很近時(shí),它們的機(jī)械振動(dòng)可能會相互影響。一個(gè)晶振的振動(dòng)可能會通過電路板或者外殼等介質(zhì)傳遞給另一個(gè)晶振,從而改變另一個(gè)晶振的振動(dòng)特性。這種情況在一些對振動(dòng)較為敏感的高精度測量儀器中尤為重要。
晶振的頻率和振幅是兩個(gè)獨(dú)立的參數(shù),它們之間沒有直接的固定關(guān)系。但在實(shí)際應(yīng)用中,它們會相互影響并共同決定晶振的性能和應(yīng)用場景。因此,在選擇晶振時(shí),需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求來綜合考慮這兩個(gè)參數(shù)以及其他相關(guān)因素。
數(shù)字電路的同步基準(zhǔn),保持頻率準(zhǔn)確性,協(xié)調(diào)不同模塊的工作,產(chǎn)生多種頻率信號,提供精確的時(shí)間基準(zhǔn)
晶體元件的負(fù)載電容是指在電路中跨接晶體兩端的總的外界有效電容,即晶振要正常振蕩所需要的電容。一般外接電容,是為了使晶振兩端的等效電容等于或接近負(fù)載電容。要求高的場合還要考慮ic輸入端的對地電容。應(yīng)用時(shí)一般在給出負(fù)載電容值附近調(diào)整可以得到精確頻率。此電容的大小主要影響負(fù)載諧振頻率和等效負(fù)載諧振電阻。
24MHz 無源晶振為 CPU、GPU、內(nèi)存等組件提供統(tǒng)一的時(shí)鐘基準(zhǔn),確保它們按照精確的節(jié)奏協(xié)同工作,使數(shù)據(jù)的傳輸、處理和存儲能夠有條不紊地進(jìn)行。
晶振是一種頻率元器件,廣泛使用在電子產(chǎn)品中,例如監(jiān)控設(shè)備、手機(jī)、吸塵器、智能穿戴等產(chǎn)品都會有晶振的存在。我們常見到的晶振有插件晶振,貼片晶振。
晶振,就像是一個(gè)需要伙伴才能跳舞的人,而這個(gè)伙伴就是負(fù)載電容。晶振有兩條線,這兩條線會連接到IC塊(一個(gè)集成電路塊)里面,那里有一些有效的電容。為了讓晶振能夠正常工作,我們需要在晶振的外面再接上一個(gè)電容,這個(gè)電容就是負(fù)載電容。
晶體振蕩電路等效模型:石英晶體是一種可將電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的壓電器件,能量轉(zhuǎn)變發(fā)生在共振頻率點(diǎn)上
晶振切割工藝就是對晶體坐標(biāo)軸某種角度去切割。切型有非常多的種類,因?yàn)槭⑹歉飨虍愋缘?,所以不同的切型其物理性質(zhì)不同。切面的方向與主軸的夾角對其性能有著非常重要的影響,比如頻率穩(wěn)定性、Q值、溫度性能等。
晶體諧振器里面的晶體指的是石英晶體,化學(xué)式是二氧化硅SiO2。 石英的特點(diǎn)是:熱膨脹系數(shù)小、Q值高、絕緣等。
晶振作為時(shí)鐘電路中必不可少的信號傳遞者,單片機(jī)要想正常運(yùn)作就需要晶振存在。因此,在電子電路設(shè)計(jì)中也少不了晶振的參與。一個(gè)好的晶振電路設(shè)計(jì),是能夠?yàn)殡娮犹峁┳詈玫目臻g利用率,同時(shí)發(fā)揮最大的功能性作用。
發(fā)個(gè)拆解帖,看有沒有懂行的朋友估一下這臺設(shè)備的成本大概是多少,再看看這臺異國他鄉(xiāng)的設(shè)備用了哪些器件。
晶振精度通常用 PPM(Parts Per Million,百萬分之一)來衡量,這一單位描述了晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定性或偏差程度。PPM 表示實(shí)際輸出頻率與標(biāo)稱頻率之間的相對誤差,是衡量晶振頻率精度的重要參數(shù)。
晶振30PF所指得是外掛電容30PF,一般情況下,無源晶振的負(fù)載電容最大選項(xiàng)為20PF。PF是電容單位,卻常出現(xiàn)在無源晶振實(shí)際應(yīng)用中。因?yàn)殡娙荽笮〉倪x擇可以直接影響到無源晶振的起振時(shí)間、輸出頻率精度及頻率穩(wěn)定性。
使用高精度溫補(bǔ)晶振(TCXO),它們不僅具有更好的溫度穩(wěn)定性,通常也具備較短的啟動(dòng)時(shí)間。
無源晶振作為時(shí)鐘電路中的重要組成部分,其性能直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。無源晶振本身不具備內(nèi)部振蕩電路,依賴外部電路產(chǎn)生振蕩。因此,選擇合適的晶振并確保其各項(xiàng)參數(shù)與電路匹配,是實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定工作的關(guān)鍵。
無源晶振主要應(yīng)用在低成本通信設(shè)備、玩具及小型電子產(chǎn)品等;有源晶振主要應(yīng)用在音頻及視頻設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化及控制設(shè)備等,有源晶振和無源晶振的區(qū)別見下表: