晶振广泛应用于生活中的各种机械智能化的产品中,那么装机过程中,若遇到<b>贴片晶振b>,贴片晶振在如何安装,才不会导致晶振的损坏以及电路板的正常使用呢?
随着科技的发展,贴片晶振向尺寸小、重量轻的方向发展,还能进行高密度组装,使电子设备小型化、轻量化和薄型化,也不愧现在人们都追求超薄超轻巧.以下为CEOB2B晶振平台所提供的两脚贴片晶振的手工焊接方操作.
1,在凿子形(扁铲形)或刀口烙铁头处加适量的焊锡;用细毛笔蘸助焊剂或用助焊笔在两端焊盘上涂少量助焊剂,并在焊盘上镀上焊锡;一只手用镊子夹持贴片<b>石英晶振b>,居中贴放在相应的焊盘上,对准后不要移动;另一只手拿起烙铁加热其中一个焊盘大约2秒左右,撤离烙铁;然后用同样的方法加热另一端焊盘大约2秒左右.注意焊接过程中保持<b>贴片晶振b>始终紧贴焊盘放正,避免晶振一端翘起或焊歪.如果焊盘上的焊锡不足,可以一手拿烙铁一手拿焊锡丝进行补焊,时间1秒左右.
2,先在焊盘上镀上适量的焊锡;热风枪使用小嘴喷头,温度调到200℃~300℃,风速调至1~2挡,当温度和风速稳定后,一只手用镊子夹住元器件放置到焊接的位置上,注意要放正.另一只手拿稳热风枪,使喷头离待拆元器件保持垂直,距离1cm~3cm,均匀加热,待贴片石英晶振周围焊锡熔化后移走热风枪,焊锡冷却后移走镊子.工厂使用贴片晶振一般采取自动贴片机进行自动贴装,当然部分工厂也是手工焊接的.焊接时我们要注意几个问题
1,一般情况下烙铁头温度控制在300℃左右,热风枪控制在200℃~400℃;
2,焊接时不允许直接加热贴片<b>石英晶振b>引脚的脚跟以上部位,以免损坏晶振内部电容;
3,需要使用∮0.3mm~∮0.5mm的焊锡丝;烙铁头始终保持光滑,无钩、无刺;烙铁头不得重触焊盘,不要反复长时间在一焊盘加热,常规晶振的工作温度一般在-40—+85℃.
石英晶体振荡器电路设计要点:(1)在PCB设计是,晶振的外壳必须接地,可以防止晶振的向往辐射,也可以屏蔽外来的干扰.(2)晶振下面要铺地,可以防止干扰其他层.因为有些人在布多层板的时候,顶层和底层不铺地,但是建议晶振所在那一块铺上地. (3)石英晶振底下不要布线,周围5mm的范围内不要布线和其他元器件(有的书是建议300mil范围内,大家可以参考),主要是防止晶振干扰其他布线和器件.
如下图所示晶振电路:
首先:因为每一种<b>石英晶振b>都有各自的特性,所以最好按制造厂商所提供的数值选择外部元器件.<br style="color: rgb(102, 102, 102); " /> 在次:在许可范围内,C1,C2值越低越好.C值偏大虽有利于振荡器的稳定,但将会增加起振时间.<br style="color: rgb(102, 102, 102); " /> 最后:应使C2值大于C1值,这样可使上电时,加快晶振起振.<br style="color: rgb(102, 102, 102); " /> 在石英晶体谐振器和<b>陶瓷谐振器b>的应用中,需要注意负载电容的选择.不同厂家生产的石英晶体谐振器和陶瓷谐振器特性和品质都存在较大差异,在选用时,要了解该型号振荡器的关键指标,如等效电阻,厂家建议负载电容,频率偏差等.<br style="color: rgb(102, 102, 102); " /> 在实际电路中,也可以通过示波器观察振荡波形来判断振荡器是否工作在最佳状态.示波器在观察振荡波形时,观察OSCO管脚(Oscillator output),应选择100MHz带宽以上的示波器探头,这种探头的输入阻抗高,容抗小,对振荡波形相对影响小.(由于探头上一般存在10~20pF的电容,所以观测时,适当减小在OSCO管脚的电容可以获得更接近实际的振荡波形).<br style="color: rgb(102, 102, 102); " /> 工作良好的振荡波形应该是一个漂亮的正弦波,峰峰值应该大于电源电压的70%.若峰峰值小于70%,可适当减小OSCI及OSCO管脚上的外接负载电容.反之,若峰峰值接近电源电压且振荡波形发生畸变,则可适当增加负载电容.<br style="color: rgb(102, 102, 102); " /> 用示波检测OSCI(Oscillator input)管脚,容易导致振荡器停振,原因是:部分的探头阻抗小不可以直接测试,可以用串电容的方法来进行测试.如常用的4MHz<b>石英晶体谐振器b>,通常厂家建议的外接负载电容为10~30pF左右.若取中心值15pF,则C1,C2各取30pF可得到其串联等效电容值15pF.同时考虑到还另外存在的电路板分布电容,芯片管脚电容,石英<b>贴片晶振b>晶体自身寄生电容等都会影响总电容值,故实际配置C1,C2时,可各取20~15pF左右.并且C1,C2使用瓷片电容为佳.<br style="color: rgb(102, 102, 102); " /> 电容器的电势能计算公式:E=CU^2/2=QU/2<br style="color: rgb(102, 102, 102); " /> 多电容器并联计算公式:C=C1+C2+C3+…+Cn<br style="color: rgb(102, 102, 102); " /> 多电容器串联计算公式:1/C=1/C1+1/C2+…+1/Cn<br style="color: rgb(102, 102, 102); " /> 多电容器并联相加串联 C=(C1*C2*C3)/(C1+C2+C3)石英晶体作为滤波、振荡元件已广泛应用在广播通讯、电子测量、航空、航天等方面.其发展历史只有短短几十年,美国是发展石英晶体最早的国家.最近一、二十年来,由于PCS、GSM、GPS、PDC、CDMA等诸多移动通讯技术的需求,石英晶体振荡器中的<b>石英晶体谐振器b>不再是单一元件,它已发展成为组件,而且几乎全部以集成化、全集成化、全数字化形式展现出来,体积比过去缩小了数倍乃至数十倍.
<b>石英晶体振荡器b>由晶体振荡电路和输出电路两部分构成.石英晶体振荡器电路分为并联晶体振荡电路和串联晶体振荡电路,常用并联晶体振荡电路.晶体工作在串联谐振频率ωS和并联谐振频率ωP之间,即呈现感抗.而振荡性能的优劣由晶体的品质、切割取向、振子结构及振荡电路共同决定.图1为AT切割和SC切割的频率温度特性曲线.可以看出,SC切割有高的静态和动态f-t稳定性、良好的老化率和相位噪声,但缺点是频率牵引灵敏度低、成本高.
最常用的振荡电路是集电极交流接地的考毕兹振荡电路(如图2所示).此电路的优点是电路简单、可靠、稳定.
输出电路的作用是对振荡获得的正弦信号进行缓冲、放大、整形,得到图3所示的标准输出电平,驱动负载或后级门电路.这里,还经常用到逻辑电平转换电路和分频、倍频电路.
其输出正弦波电平用Vp-p、VRMS或dBm表示,dBm的计算式为:
)1log(10mWPdBm?必要时,还须注明谐波抑制比.方波或矩形波输出电平应注明TTL、CMOS、HCMOS还是ECL、直流分量值,并且表示出占空比、上升时间、下降时间等其它相应参数.
标准输出负载为50Ω、1kΩ、10kΩ∥10pF或用驱动几个门电路表示,如驱动2个门,5个门电路.
对<b>石英b><b>晶体振荡器b>的噪声系数有特殊要求时,则应严格设计振荡、放大电路及电源.譬如主振选用低噪声管、低噪声压控电压并使振荡在低电压工作,各级电路必须匹配以保证无反射、辐射.
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就说说使用在苹果手机上的石英晶振来说,使用的品牌大多数都是日本爱普生晶振品牌,尤其是内部控制着时钟的32.768K晶振,有源的石英晶体振荡器也是使用的日本KDS晶振品牌,目前市面上的知名品牌手机使用的大多数都是进口晶振,国内生产的石英晶振品牌少子又少,而且质量性能很多还达不到要求,国内的无论是数码产品,还是其它大型电子设备产品,或者是说电子元件器件晶振等产品,想要在国际市场上有一定的地位,这还需要付出很大的努力,才能成就民族品牌。
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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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