音叉型石英晶体振荡器具有振荡频率随周围温度而变化的特性,为提高时钟精度则需进行精度补偿。图2表示的是爱普生晶振所采用的通过数字式 TCXO 温度补偿而进行的频率精度补偿方法。
该方法每隔一定周期将周围温度信息转换成数字,从内存中呼出该温度相应的补偿值,对振荡频率进行补偿。振荡频率补偿方式可分为两大种类:电容调整方式和逻辑调整方式。爱普生实时时钟模块中主要使用电容调整方式。
美国Pletronics晶振成立于繁华的美国华盛顿,主要以石英晶体,石英晶体振荡器生产为主,1981年PLETRONICS晶振在韩国建立独资工厂,采用最先进的生产设备,及最专业的技术团队研发生产晶振.Pletronics Crystal已有30多年制造生产经验.所生产的产品使用范围广包括亚洲、欧洲和北美的制造业.Pletronics晶振公司拥有国际工程,物流和销售支持.产品设计创新,价格竞争有优势,订货交期时间短在业界具有较好的声誉.
一个石英晶体振荡器有一个小信号反馈放大器,其开环增益等于或稍大于晶体振荡开始的开环增益,但继续振荡,平均环路增益必须恢复到1。除了这些电抗元件外,还需要放大器件,如运算放大器或双极型晶体管。与放大器不同,没有外部交流输入需要使石英晶体振荡器工作,因为直流电源能量被振荡器转换为所需频率的交流能量。
石英晶体振荡器电路形成R和C的串联和并联组合形成反馈网络,并通过RC Wien Bridge网络反馈到非反相输入端子(正向或再生反馈),正是这种正反馈组合引起振荡。
RC网络连接在放大器的正反馈路径中,并且具有仅一个晶振频率的零相移。然后,在选定的谐振频率处( ƒr ),施加到反相和非反相输入端的电压将相等且“同相”,因此正反馈将抵消负反馈信号,导致电路振荡。
有源晶振也就是石英晶体振荡器是石英晶振中电气性能最佳的晶振,尤其是石英晶体振荡器都具有高精度,这是很多石英晶体谐振器所没有的,但要想保证有源晶振全部在使用过程保持高精度你就必须做好以上所说事项了。
对振荡电路的选择取决于对工作频率,频率稳定度的要求,同时还要考虑射频接收小型化,低功耗及其他要求.有源晶振电路应设计成结构简单,功耗小,调试方便并且频率可以微调的电路.经过分析,确定采用如图1所示的结构.该电路为电容三点式振荡,是串联式晶体振荡电路.
当电路振荡时,X点(集电极)相对于Y点(发射极)的电压与Z点(基极)相对于Y点的电压异相180°.在石英晶振晶体振荡频率下,集电极负载的阻抗是电阻性的,而基极电压的增加会导致集电极电压下降.
然后有一个180°与原始180°沿着在基极和集电极与此之间的电压相位变化ó在反馈环路中的相移提供的正反馈的振荡将被保持了正确的相位关系.
恒定幅度的振荡,可以精确地反馈适量的石英晶体振荡器电压.如果我们反馈的信息超过必要量,振荡的幅度可以通过偏置放大器来控制,使得如果振荡幅度增加,则偏置增加并且放大器的增益减小.如果石英晶体振荡的幅度减小,则偏置减小并且放大器的增益增加,从而增加反馈.通过这种方式,振荡的幅度使用称为自动基准偏差的过程保持恒定.
该等式表明,如果L或C减小,则频率增加.该输出频率通常给出(的缩写ƒ-[R)来标识它作为“谐振频率”.为了保持石英晶体振荡器振荡电路中的振荡,我们必须替换每次振荡中损失的所有能量,并且将这些振荡的振幅保持在恒定的水平.因此,替换的能量必须等于每个周期中损失的能量.
如果替换的能量太大,则振幅会增加,直到电源轨出现削波.或者,如果替换的能量太小,则振幅将随着时间的推移最终降为零,振荡将停止.
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石英晶体振荡器的压电效应以及等效电路原理
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