晶振外殼規(guī)格30X25X12.7廠家講恒溫晶振與溫補晶振都屬于晶體振蕩器,都是有源晶振,所以組成的震蕩電路都需要電源加入才能工作。...
晶振外殼規(guī)格30X25X12.7廠家講恒溫晶振與溫補晶振都屬于晶體振蕩器,都是有源晶振,所以組成的震蕩電路都需要電源加入才能工作。在電路設(shè)計中,如何正確的選擇匹配電路的晶振對成品性能的影響重要。
一、從工作原理上區(qū)別:恒溫晶振,由于晶體振蕩器的震蕩頻率會隨著溫度的變化而變化,故為了保持頻率的穩(wěn)定性,將晶振控制在一個恒定的溫度下工作以此來提升晶振的相頻特性。溫補晶振,由于晶體振蕩器的震蕩頻率會隨著溫度的變化而變化,為了抵消溫度對晶振頻的影響,控制晶振的諧振電容隨溫度變化而變化,抵消溫度晶體影響提升頻率穩(wěn)定性。
二、從測量精度上區(qū)別:一般的恒溫晶振要比溫補晶振頻率穩(wěn)定度高兩個數(shù)量級以上。如溫補晶振一般能達到-7量級,而恒溫晶振可達到-9量級。因此恒溫晶振一般用于測量儀器,如頻率計、信號發(fā)生器、網(wǎng)絡(luò)分析儀等。而溫補晶振的開機特性好。
三、從定義上區(qū)別:溫補晶振即溫度補償晶體振蕩器(TCXO),是通過附加的溫度補償電路使由周圍溫度變化產(chǎn)生的振蕩頻率變化量削減的一種石英晶體振蕩器。溫補晶振術(shù)語來自石英晶體振蕩器的一種補償方式已達到產(chǎn)品應(yīng)用方面的精度要求。溫補晶振定義是將壓電石英晶體原有的物理特性(壓電效應(yīng)下頻率隨溫度成三次曲線變化)通過外圍電路逆向改變使得石英晶體原有頻率隨溫度的變化盡可能的變小的一種補償方式所做的石英晶體振蕩器。恒溫晶體振蕩器簡稱恒溫晶振,英文簡稱為OCXO(OvenControlledCrystalOscillator),是利用恒溫槽使晶體振蕩器中石英晶體諧振器的溫度保持恒定,將由周圍溫度變化引起的振蕩器輸出頻率變化量削減到樶小的晶體振蕩器。OCXO是由恒溫槽控制電路和振蕩器電路構(gòu)成的。通常人們是利用熱敏電阻“電橋“構(gòu)成的差動串聯(lián)放大器,來實現(xiàn)溫度控制。
陶瓷諧振槽一般具有大的負載電容,因此需要大的電流。相比之下,晶體振蕩器模塊通常需要10至60mA的電源電流。硅振蕩器的電源電流取決于其類型和功能,從幾個低頻(固定)器件的微安到幾個可編程器件的微安不等。低功率硅振蕩器,如MAX7375,工作在4兆赫,電流小于2毫安。為了優(yōu)化應(yīng)用的時鐘源,需要綜合考慮以下因素:精度、成本、功耗和環(huán)境要求。
晶振在應(yīng)用具體起到的作用,微控制器的時鐘源可分為兩類:基于機械諧振器件的時鐘源,如晶體振蕩器和陶瓷諧振通道,以及RC(電阻和電容)振蕩器。一種是皮爾斯振蕩器的結(jié)構(gòu),適用于晶體振蕩器和陶瓷諧振槽。另一種為簡單的分立RC振蕩器。基于晶振與陶瓷諧振槽路的振蕩器通常能提供高的初始精度和較低的溫度系數(shù)。RC振蕩器能夠快啟動,成本也比較低,但通常在整個溫度和工作電源電壓范圍內(nèi)精度較差,會在標(biāo)稱輸出頻率的百分之5至百分之50范圍內(nèi)變化。然而,其性能受到環(huán)境條件和電路元件選擇的影響。振蕩電路中元器件的選擇和電路板的布局應(yīng)引起重視。在使用中,陶瓷諧振槽和相應(yīng)的負載電容器須根據(jù)的邏輯序列進行優(yōu)化。高Q值晶體振蕩器對放大器的選擇不敏感,但在超速時容易產(chǎn)生頻率漂移(甚至損壞)。影響振蕩器工作的環(huán)境因素包括電磁干擾(EMI)、機械振動和沖擊、濕度和溫度。這些因素會增加輸出頻率的變化和不穩(wěn)定性,在某些情況下,會導(dǎo)致振蕩器停止振動。
大多數(shù)這些問題都可以通過使用振蕩器模塊來避免。這些模塊具有振蕩器,提供低電阻方波輸出,并能確定在確定條件下工作。常用的兩種類型是晶體振蕩器模塊和集成RC振蕩器(硅振蕩器)。晶體振蕩器模塊提供與離散晶體振蕩器相同的精度。硅振蕩器的精度不錯于離散RC振蕩器。在大多數(shù)情況下,硅振蕩器可以提供與陶瓷諧振通道相同的精度。
選擇振蕩器時還應(yīng)考慮功耗。離散振蕩器的功耗主要由反饋放大器的電源電流和電路內(nèi)的電容值決定。CMOS放大器的功耗與工作頻率成正比,可用功耗電容值表示。例如,HC04逆變門電路的功耗電容為90pF。在4mHz和5V電源下工作時,相當(dāng)于1.8mA電源電流。增加20pF晶體負載電容器,整個供電電流為2.2mA。
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