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欧洲Euroquartz晶振集团关于石英晶振技术说明

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浏览:- 发布日期:2018-08-27 09:56:08【
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针对目前从事电子行业领域的人来说,所使用到的晶振品牌而言,还是比较钟爱于日产晶振和台产晶振系列,而就在大家都钟情于日产晶振的台产晶振的同时,殊不知欧美晶振也逐渐进入到了最佳状态,将贴片晶振,石英晶体振荡等产品做到了更高的性能.康华尔电子接下来就讲述一下来自欧洲知名品牌EUROQUARTZ晶振集团的介绍以及一些技术内容,跟其他的知名品牌有哪些同工异曲之处。

介绍

Euroquartz晶振集团是一家独立的英国制造商和供应商,在频率产品制造方面拥有不间断的经验,迄今已有60多年的历史。该公司拥有一支强大的工程团队,在设计和制造石英晶体和电子滤波器元件方面经验丰富。为全球电子制造业提供石英晶振,石英晶体振荡器,滤波器和频率相关产品,

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欧洲石英晶振技术说明

如果你是一名主要从事数字设备工作的工程师,这些笔记应该会让你重新熟悉一点模拟理论。这种处理是非数学的,集中在电路设计的实际方面。

举例说明了各种振荡器设计,只要稍加实验,就可以很容易地进行修改,以满足您的要求。如果你更喜欢对这个主题进行更“深入”的处理,附录中包含公式和进一步阅读的列表。

串联还是并联?

对于特定的电路布置是否需要并联或串联谐振晶体,这常常是令人困惑的。为了帮助澄清这一点,考虑晶体等效电路和晶体制造商校准晶振产品的方法是有用的。(附录中给出了一些近似公式。) )

“串联”和“并联”晶体之间没有本质区别;这只是它们在校准频率下呈现给外部电路的阻抗问题。晶体表现出两个彼此非常接近的主共振,并且在这两个共振处它们表现出电阻性。串联谐振是低频、低电阻谐振;并联或反谐振是高电阻谐振。实际上,你总是认为晶体的振荡频率介于两个共振之间,是平行共振。

晶体等效电路

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在上面的晶体等效电路中,L1、C1和R1是晶体运动参数,C0是晶体电极之间的电容,以及由于其安装和引出布置而产生的电容。由于在A处施加了可变频率的恒压源,电流流入B处的负载,如下图所示。

在低频时,晶体运动臂的阻抗极高,电流仅由于C0的电抗降低而随着频率的增加而增加。达到频率fr,其中L1与C1谐振,电流急剧上升,仅受串联的R1和晶体运动电阻R1的限制。仅在稍高的频率下,运动臂显示出增加的净感抗,其在fa时与C0谐振,导致电流下降到非常低的值。fr和fa之间的差异取决于fr和C1与C0的比值。在更高的频率,不考虑其他晶体振动模式,电流会回复到C0单独产生的电流。

在两个谐振频率下,晶体看起来像电阻器,施加的电压和产生的负载电流同相。实际上,由于R1和C0在等效电路中的相对位置,情况并非如此。零相位频率与最大和最小传输频率不完全相同,但是在低于100兆赫兹的频率下,C0的电抗与R1相比很高,它们可以被认为是这样。

任何振荡器的确切频率取决于其中电压和电流的相对相位,而不仅仅是印刷在晶振罐上的频率。为了在期望的频率发生振荡,在该频率必须有正反馈或零环路相移。标记晶体频率是使晶体振荡的频率

网络转换

大多数石英晶体振荡器被设计成在看起来电阻性的fr或fr和fa之间的频率下操作晶体;让我们称之为频率f1,这里晶体看起来是感应的。在这种情况下,连续的网络转换(参见第页的电路)允许你将晶体电路简化为两个组件:净电感和等效的并联或串联电阻。

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我们可以在变换( b )到( c )和( d )到( e )中保持相同的电感值,因为Q非常高,感抗与电阻的比率很高。我们可以说,“实际上”与晶体并联放置的负载电容器CL将以与晶体串联的相同频率( fL )与其谐振。因此,当我们剩下高值电阻( EPR )或低值电阻( ESR )时,该频率的负载电流将与施加的电压同相。(见下文)。) )

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晶体校准

为了使我们作为石英晶振制造商能够正确校准晶体,我们需要知道在fr和fa之间的哪个点,你的电路会使晶体振荡。如果你的频率是fr,相关性是没有问题的;我们只需调整晶体,使最接近最大传输频率的零相移频率在规定的容限内。对于晶体必须表现出电感性的振荡器,我们需要知道振荡器电路将向晶体提供什么样的有效负载电容。在这种情况下,除了用晶体和这个值的电容器的串联组合代替晶体以外,程序是相同的。这种类型的所有实际振荡器电路都会给晶体增加电容,如果只是“漂移”,出于几个原因,建议将电容调整到18pF、20pF或30pF的行业标准值之一。

在具有低阻抗正反馈路径的调谐振荡器中,该路径可以由非电感可变电阻器或晶体来完成,如果振荡器被调节成对于两个路径其振荡频率和振幅相同,则晶体将作为其零相位频率Fr振荡,并且可变电阻器的值将等于晶体等效电路中的R1。类似地,如果校准的“负载”电容器与晶体串联,振荡将发生在f1,可变电阻将等于晶体ESR。实际上,由于晶体和可变电容器交界处不可避免的杂散电容造成的误差,ESR图通常是计算而不是测量的。

晶体阻抗计

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在常规电桥中测量C0之后,可以将值分配给L1、C1和EPR。这是上面晶体阻抗计的基础。

在大约60MHz以上,晶体C0会引起非晶体控制的振荡。事实上,如果电抗变得小于R1值的一半,零相位条件就不存在。因此,在非常高的频率下,C0经常是平衡的或被调出来的,fL读数变得毫无意义。或者,最大传输频率( fM )可以通过其他方法测量。

相位零点测量系统

IEC采用了相位零点测量系统( PZMS )。在该系统中,晶体被制成低电阻pi网络衰减器的串联臂,其输入由频率合成器驱动,输出电阻终止。pi网络的每一端都连接到矢量伏特计的探头,矢量伏特计的AFC输出控制合成器的频率,使得如果晶振有与之串联的负载电容,系统自动锁定晶体fr或fL。计算网络损耗的等效电阻。PZMS具有温补晶振高精度和可重复性,并在晶体制造中具有其他显著优势。