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  • 晶振的全面讲解,你真的知道吗?

    晶振的全面讲解,你真的知道吗?

    什么是石英晶体振荡器?它有什么作用?石英晶体振荡器是高精度和高稳定度的振荡器,被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中,以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。 说到这些大家应该知道今天的主角是晶振,本文带大家进一步了解晶振是怎么工作的,又有什么与众不同的特质? 下面我们一起学习下有关于晶振的相关内容! 晶振概念 晶振一般指晶体振荡器。晶体振荡器是指从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片),石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振; 而在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器。其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。 晶振工作原理 石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应制成的一种谐振器件,它的基本构成大致是:从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片,在它的两个对应面上涂敷银层作为电极,在每个电极上各焊一根引线接到管脚上,再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。 若在石英晶体的两个电极上加一电场,晶片就会产生机械变形。反之,若在晶片的两侧施加机械压力,则在晶片相应的方向上将产生电场,这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压,晶片就会产生机械振动,同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下,晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小,但当外加交变电压的频率为某一特定值时,振幅明显加大,比其他频率下的振幅大得多,这种现象称为压电谐振,它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。 当晶体不振动时,可把它看成一个平板电容器称为静电电容C,它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关,一般约几个皮法到几十皮法。当晶体振荡时,机械振动的惯性可用电感L来等效。一般L的值为几十豪亨到几百豪亨。晶片的弹性可用电容C来等效,C的值很小,一般只有0.0002~0.1皮法。晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R来等效,它的数值约为100欧。由于晶片的等效电感很大,而C很小,R也小,因此回路的品质因数Q很大,可达1000~10000。加上晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关,而且可以做得精确,因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定度。 计算机都有个计时电路,尽管一般使用“时钟”这个词来表示这些设备,但它们实际上并不是通常意义的时钟,把它们称为计时器可能更恰当一点。计算机的计时器通常是一个精密加工过的石英晶体,石英晶体在其张力限度内以一定的频率振荡,这种频率取决于晶体本身如何切割及其受到张力的大小。有两个寄存器与每个石英晶体相关联,一个计数器和一个保持寄存器。石英晶体的每次振荡使计数器减1。当计数器减为0时,产生一个中断,计数器从保持寄存器中重新装入初始值。这种方法使得对一个计时器进行编程,令其每秒产生60次中断(或者以任何其它希望的频率产生中断)成为可能。每次中断称为一个时钟嘀嗒。 晶振在电气上可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络,电工学上这个网络有两个谐振点,以频率的高低分其中较低的频率为串联谐振,较高的频率为并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近,在这个极窄的频率范围内,晶振等效为一个电感,所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路,由于晶振等效为电感的频率范围很窄,所以即使其他元件的参数变化很大,这个振荡器的频率也不会有很大的变化。 晶振有一个重要的参数,那就是负载电容值,选择与负载电容值相等的并联电容,就可以得到晶振标称的谐振频率。一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器的两端接入晶振,再有两个电容分别接到晶振的两端,每个电容的另一端再接到地,这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容,请注意一般IC的引脚都有等效输入电容,这个不能忽略。 一般的晶振的负载电容为15皮或12.5皮,如果再考虑元件引脚的等效输入电容,则两个22皮的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。以上就是石英晶体振荡器的解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-24 关键词: 电压 电流 晶振

  • 单片机设计的晶振难题解决,你会吗?

    单片机设计的晶振难题解决,你会吗?

    你了解单片机的晶振吗?在初学51单片机的时候,总是伴随很多有关于晶振的问题,其实晶振就是如同人的心脏,是血液的脉搏,把单片机的晶振问题搞明白了,51单片机的其他问题迎刃而解……下面我们将有关51单片机有关晶振的问题一并总结出来,希望能对学51单片机的你有所帮助。 一、为什么51单片机爱用11.0592MHZ晶振? 其一:因为它能够准确地划分成时钟频率,与UART(通用异步接收器/发送器)量常见的波特率相关。特别是较高的波特率(19600,19200),不管多么古怪的值,这些晶振都是准确,常被使用的。 其二:用11.0592晶振的原因是51单片机的定时器导致的。用51单片机的定时器做波特率发生器时,如果用11.0592Mhz的晶振,根据公式算下来需要定时器设置的值都是整数;如果用12Mhz晶振,则波特率都是有偏差的,比如9600,用定时器取0XFD,实际波特率10000,一般波特率偏差在4%左右都是可以的,所以也还能用STC90C516 晶振12M 波特率9600,倍数时误差率6.99%,不倍数时误差率8.51%,数据肯定会出错。 这也就是串口通信时大家喜欢用11.0592MHz晶振的原因,在波特率倍速时,最高可达到57600,误差率0.00%。 用12MHz,最高也就4800,而且有0.16%误差率,但在允许范围,所以没多大影响。 二、在设计51单片机系统PCB时,晶振为何被要求紧挨着单片机? 原因如下:晶振是通过电激励来产生固定频率的机械振动,而振动又会产生电流反馈给电路,电路接到反馈后进行信号放大,再次用放大的电信号来激励晶振机械振动,晶振再将振动产生的电流反馈给电路,如此这般。当电路中的激励电信号和晶振的标称频率相同时,电路就能输出信号强大,频率稳定的正弦波。整形电路再将正弦波变成方波送到数字电路中供其使用。 问题在于晶振的输出能力有限,它仅仅输出以毫瓦为单位的电能量。在 IC(集成电路) 内部,通过放大器将这个信号放大几百倍甚至上千倍才能正常使用。 晶振和 IC 间一般是通过铜走线相连的,这根走线可以看成一段导线或数段导线,导线在切割磁力线的时候会产生电流,导线越长,产生的电流越强。现实中,磁力线不常见, 电磁波却到处都是,例如:无线广播发射、电视塔发射、手机通讯等等。晶振和IC之间的连线就变成了接收天线,它越长,接收的信号就越强,产生的电能量就越强,直到接收到的电信号强度超过或接近晶振产生的信号强度时,IC内的放大电路输出的将不再是固定频率的方波了,而是乱七八糟的信 号,导致数字电路无法同步工作而出错。 所以,画PCB(电路板)的时候,晶振离它的放大电路(IC管脚)越近越好。 三、单片机电路晶振不起振原因分析 遇到单片机晶振不起振是常见现象,那么引起晶振不起振的原因有哪些呢? ① PCB板布线错误;②单片机质量有问题;③ 晶振质量有问题;④负载电容或匹配电容与晶振不匹配或者电容质量有问题;⑤PCB板受潮,导致阻抗失配而不能起振;⑥ 晶振电路的走线过长;⑦晶振两脚之间有走线;⑧外围电路的影响。 解决方案,建议按如下方法逐个排除故障: ① 排除电路错误的可能性,因此可以用相应型号单片机的推荐电路进行比较。② 排除外围元件不良的可能性,因为外围零件无非为电阻,电容,很容易鉴别是否为良品。③ 排除晶振为停振品的可能性,因为不会只试了一二个晶振。④试着改换晶体两端的电容,也许晶振就能起振了,电容的大小请参考晶振的使用说明。⑤在PCB布线时晶振电路的走线应尽量短且尽可能靠近IC,杜绝在晶振两脚间走线。 四、51单片机时钟电路用12MHZ的晶振时那电容的值是怎样得出来的?拿内部时钟电路来说明吧! 其实这两个电容没人能够解释清楚到底怎么选值,因为22pF实在是太小了。这个要说只能说和内部的振荡电路自身特性有关系,搭配使用,用来校正波形,没有人去深究它到底为什么就是这么大的值。 五、单片机晶振电路中两个微调电容不对称会怎样?相差多少会使频率怎样变化?在检测无线鼠标的接受模块时,发现其频率总是慢慢变化(就是一直不松探头的手,发现频率慢慢变小)晶振是新的! 电容不对称也不会引起频率的漂移,说的频率漂移可能是因为晶振的电容的容量很不稳定引起的,可以换了试,换两电容不难,要不就是的晶振的稳定性太差了,或者测量的方法有问题。 六、单片机晶振与速度的疑问,执行一条指令的周期不是由晶振决定的吗。那么比如51单片机和MSP430,给51接高速晶振,430接低速的,是不是51跑的要快?是不是速度单片机速度仅仅与晶振有关,关键是单片机能不能支持那么大的晶振? 每个单片机的速度是受到内部逻辑门电平跳变速度限制的。两个芯片同时使用同样的晶振,比如12M的。因为AVR是RISC指令集,它在同样外部晶振频率下,比51要快。 比如,51最快能接40M,AVR是16M的晶振。 STC89C52大都用12MHz晶振,但由于其12个时钟周期才是一个机器周期,相当于其主频只有1MHz。 MSP430采用RISC精简指令集, 430单片机若采用内部DCO震荡可达21MHz主频。单个时钟周期就可以执行一条指令,相同晶振,速度较51快12倍。 对于一个51,给它用更高的晶振,速度会快些。但是对于高级的单片机就不一样了。高级单片机内部,一般都是有频率控制寄存器的,所以,简单的增加晶振,可能达到单片机的极限,导致跑飞。 七、请问:有什么方法可以确定某一款单片机在某一大小的晶振下是否能正常工作? 晶振选择太高不太合适,具体晶振上限是多少,恐怕测不出来,只能按照人家单片机的要求,一般STC系列单片机上限是35M或40M,stc单凭上写的有,如STC11F16XE 35I-LQFP44G其中35I就是晶振最高35M的工业级芯片。 超过上限会出现什么样的问题,没有测试过,一般晶振选择12M的比较多,如果选择STC 1T指令的,就相当于12*12=144M的晶振。如果用于串口通信,建议选用11.0592M的或22.184M,选择晶振最主要还是参照人家的说明书。 八、4个AT89C51单片机能否用一个12M的晶振使其都正常工作?一个采用内部时钟方式,其余三个用外部方式...那四个都用内部方式可以不(将4个单片机都并联在一个晶振上)? 可以,其中一个正常接晶振,他的XTAL2输出接到另外三个的XTAL1输入上。 九、单片机的运行速度和晶振大小的关系,若单片机的最高工作频率是40M,晶振是否可以选择24M或更高,但不超过40M,这样单片机的运行速度是否大增?长期在此工作频率下对单片机是否有不良影响?单片机对晶振的选择的原则是怎样的? 当然是有影响的,单片机的工作速度越快,功耗也越大,受干扰也会越厉害,总之最高能跑40M的,跑不超过40M的是没有问题的,只是对相关的技术(如PCB的设计元件的选取等)会高去很多。 十、89c51单片机的复位电路中常采用12MHZ的晶振,实际上市场上稍小于12MHZ,为什么呢? 答:需要串口通讯时一般是用11.0582MHZ的,这样波特率才好算。 用12MHZ的工作周期就容易计算。 十一、单片机晶振上电不起振,但是手碰一下晶振就起振了,为什么?怎么判断单片机晶振是否起振呀? 看看晶振配的电容焊了没有,值有没有错误? 最简单是用示波器,另外可以看一下电源是否正常。 十二、怎样判断单片机外部晶振有没有起振?STC89C52单片机本来是好好的后来不行了,换了个晶振就好了。但是过了几个小时后又不行了,是怎么回事。还有就是怎样判断晶振是否起振? ①先换一块单片机试试,问题还在则排除单片机;②可能是虚焊造成的,这点要注意;③用STC89C52也碰到过类似的问题,换了块晶振就OK 了,好像STC起振不橡AT89S52那么顺。其实对于STC89C52可以直接看30脚(ALE),接个灯,起振一下子就能看出来了。 十三、51单片机晶振上接的电容大小该如何选择?是晶振越大,电容值也要大一些吗,一般常用多大的。有人说常用的从15-33pf,具体如何选择效果最好?比如分别用一个6M和12M的晶振,用多大电容更合适? 15-33pf都可以,一般用的是15P和30P 晶振,大小影响不大。常用的4M 和12M 以及11.0592M和20M 24M 都用的30P,单片机内部有相应的整形电路,不必担心。 十四、没有程序的空白单片机,外部晶振能起振么? 没有内部晶振的单片机,外部晶振可以起振,如传统类MS51系列单片机有内部晶振的单片机,外部晶振不会起振,需要对外部晶振进行配置后才会起振,如果不对外部晶振进行配置仍使用内部晶振,如silicon lab系列C8051F020单片机。 十五、为什么at89c52 P1.0输出2.5v电压,单片机好像未工作,晶振波形是不规则的正弦波可不可以?线路板没有达到预想效果,发光二极管一直亮,感觉还是单片机的问题,P1.0输出2.5v电压,看门狗用的X5045,怎么回事? 将看门狗拿掉,暂时做成最小系统,既只有电源、8952、晶振和两只30P左右的电容。 ①将P1.0口置1,测试该口的电压是否在2.5V以上; ②将P1.0口置0,测试改口电压是否约为0V。 是的话就是OK的,否则就要看看电源电压、晶振、8952了。电源电压是5+、-0.25V,且纹波一定要小 十六、制作max232下载单片机,工作电压都正常,要外加晶振嘛? 当然要加,如果没有外加晶振,那么单片机的时钟电路就没有了,导致单片机串口就不能进行数据传输了,最终这个下载器具就不能下载程序了。 十七、若89c52单片机使用外接晶振,应如何设置? 晶振的两个管脚各接一个20~30pf的电容后分别接入单片机的XTAL1和XTAL2,两个电容的另一端并接后接地即可,不再需要任何设置 十八、晶振的原理,如何产生正弦信号的,详细一点,从电路方面分析? 晶体可以等效为一个电感,与里面的电容形成振荡回路,能量从电感慢慢到电容,再从电容慢慢到电感,周而复始形成振荡。正半周是电容的充放电过程,负半周是电感的充放电过程。 十九、现在要用52单片机做一个交通灯电路。要求是红灯,绿灯30s,黄灯3s。循环变化。那么外界晶振怎样选择?单指令周期多少比较合适?图中外接的两个电容的作用是什么?大小多少合适? 如果选择晶振的话,那两个电容值可以选择:30加减10PF左右的(频率在0~33MHZ之间); 如果选择陶瓷晶振的话,电容值可以选择:40加减10PF左右的(频率在1.2~12MHZ)振荡器应尽量靠近电容。指令周期是可以算的,这个是有公式的! 二十、89c52单片机 晶振频率才12兆,太小了,怎样能改大晶振频率? 外接18.432或者24MHz的晶振。或者换4T的W77E58单片机,这样相当于把工作频率提高3倍。或者换1T的DS89C4XX单片机,这相当于把工作频率提高8倍!用1T的STC12C5A60S2单片机也有这样的效果。 二十一、单片机不能正常工作,晶振问题?如何去检查晶振正常还是不正常?另外看到说晶振跟两个小电容要离得很近,几乎都没剪引脚(就是买回来多长就多长)就插上去了,这个也有关系吗? 用万用表测量单片机连接晶振的两个引脚,正常起振的状态下电压大概比供电电压的1/2略低一些,如果其中一个或全部引脚为电源电压或零就表明没起振。那个引脚长些一般不会有什么影响,相比之下接地更关键些,两个谐振电容接地端到单片机的电源地要尽量近些。 小锦囊:如何学好单片机? 许多年前,自己用面包板搭了一个51的最小系统,然后连了几个LED,并用汇编写了第一个走马灯程序的时候是很兴奋不已的。 (1)从一个8位的单片机学习起来,51的可以,PIC,AVR的也可以,这些比较好学一些,资料也很多。学习它的架构,工作方式,工作原理。 (2)边学边实践的方式是最好的,最好能有一块学习板和调试器,可以从单片机内部的模块一个一个实践起来,IO,RAM,Flash,UART,等等 (3)如果有可能,可以自己选一个课题,或者有实际的项目综合实践一下。 (4)变成语言用C语言,比较容易入门,通用性移植性都很好。以后可以很容易从一个单片机的开发过度到完全不同系列和架构的单片机。以上就是单片机的晶振的学习,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-14 关键词: 电路 单片机 晶振

  • 单片机之晶振原理,你真的知道吗?

    单片机之晶振原理,你真的知道吗?

    什么是单片机之晶振?它的工作原理是什么?每个单片机使用频率最高的就是晶振,专业的工程师都叫他晶体振荡器。在单片机整个系统里面晶振的作用是不容忽视的,结合单片机内部的电路,产生单片机所必须的时钟频率,单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的,晶振的提供的时钟频率越高,那单片机的运行速度也就越快。 晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定,精确的单频振荡。在通常工作条件下,普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率,称为压控振荡器(VCO)。 晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振,而通过电子调整频率的方法保持同步。 晶振通常与锁相环电路配合使用,以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号,可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。 下面介绍一下晶振的作用以及原理 交流等效振荡电路;实际的晶振交流等效电路如图1b,其中Cv是用来调节振荡频率,一般用变容二极管加上不同的反偏电压来实现,这也是压控作用的机理;把晶体的等效电路代替晶体后如图。其中Co,C1,L1,RR是晶体的等效电路。 分析整个振荡槽路可知,利用Cv来改变频率是有限的:决定振荡频率的整个槽路电容C=Cbe,Cce,Cv三个电容串联后和Co并联再和C1串联。可以看出:C1越小,Co越大,Cv变化时对整个槽路电容的作用就越小。因而能“压控”的频率范围也越小。实际上,由于C1很小(1E-15量级),Co不能忽略(1E-12量级,几PF)。所以,Cv变大时,降低槽路频率的作用越来越小,Cv变小时,升高槽路频率的作用却越来越大。这一方面引起压控特性的非线性,压控范围越大,非线性就越厉害;另一方面,分给振荡的反馈电压(Cbe上的电压)却越来越小,最后导致停振。通过晶振的原理图你应该大致了解了晶振的作用以及工作过程了吧。采用泛音次数越高的晶振,其等效电容C1就越小;因此频率的变化范围也就越小。 微控制器的时钟源可以分为两类:基于机械谐振器件的时钟源,如晶振、陶瓷谐振槽路;RC(电阻、电容)振荡器。一种是皮尔斯振荡器配置,适用于晶振和陶瓷谐振槽路。另一种为简单的分立RC振荡器。 用万用表测量晶体振荡器是否工作的方法:测量两个引脚电压是否是芯片工作电压的一半,比如工作电压是51单片机的+5V则是否是2.5V左右。另外如果用镊子碰晶体另外一个脚,这个电压有明显变化,证明是起振了的。 晶振的类型有SMD和DIP型,即贴片和插脚型 。 先说DIP:常用尺寸有HC-49U/T,HC-49S,UM-1,UM-5,这些都是MHZ单位的。 再说SMD:有0705,0603,0503,0302,这里面又分四个焊点和二个焊点的,一般来说默认的是四个焊点的,两个焊点的材料要求进口,周期长,一般说两个焊点的做不了。以上就是单片机之晶振的原理,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-11 关键词: 单片机 晶振 焊点

  • 波特率与晶振的联系与区别,你知道吗?

    波特率与晶振的联系与区别,你知道吗?

    什么是波特率?它与晶振有什么关系?本文主要讲了有关波特率的介绍和晶振的介绍以及波特率与晶振的关系,具体的随小编来看看吧。 波特率介绍 单片机或计算机在串口通信时的速率。指的是信号被调制以后在单位时间内的变化,即单位时间内载波参数变化的次数,如每秒钟传送240个字符,而每个字符格式包含10位(1个起始位,1个停止位,8个数据位),这时的波特率为240Bd,比特率为10位*240个/秒=2400bps。又比如每秒钟传送240个二进制位,这时的波特率为240Bd,比特率也是240bps。(但是一般调制速率大于波特率,比如曼彻斯特编码)。 波特率,可以通俗的理解为一个设备在一秒钟内发送(或接收)了多少码元的数据。它是对符号传输速率的一种度量,1波特即指每秒传输1个码元符号(通过不同的调制方式,可以在一个码元符号上负载多个bit位信息),1比特每秒是指每秒传输1比特(bit)。 单位“波特”本身就已经是代表每秒的调制数,以“波特每秒”(Baud per second)为单位是一种常见的错误。 作用: 为了在彼此之间通讯,调制解调器必须使用相同的波特率进行操作。如果将调制解调器的波特率设置为高于其他的调制解调器的波特率,则较快的调制解调器通常要改变其波特率以匹配速度较慢的调制解调器。 分析举例: 它是对信号传输速率的一种度量,通常以“波特”(baud)为单位。波特率有时候会同比特率混淆,实际上后者是对信息传输速率(传信率)的度量。波特率可以被理解为单位时间内传输码元符号的个数(传符号率),通过不同的调制方法可以在一个码元上负载多个比特信息。 波特率一般指的是调制解调器的通讯速度。波特率是指线路状态更改的次数。只有每个信号符合所传输数据的一位时,才等于每秒位数。 为了在彼此之间通讯,调制解调器必须使用相同的波特率进行操作。如果将调制解调器的波特率设置为高于其他的调制解调器的波特率,则较快的调制解调器通常要改变其波特率以匹配速度较慢的调制解调器。 (严格来说,波特率不在传输领域,出现传输、信道等字眼容易产生混淆,波特率描述的是单位时间内调制信号的能力,经它调制出来的信号才以比特的形式来传输,或者这样说,信号在传输过程中,如果要经过数模转换,就需要调制,那么传输时间除了消耗在其它领域外,还消耗在调制过程和在信道的传输过程,描述信号调制能力用波特率,描述信号传输能力用比特率。) 晶振介绍 每个单片机系统里都有晶振,全程是叫晶体震荡器,在单片机系统里晶振的作用非常大,他结合单片机内部的电路,产生单片机所必须的时钟频率,单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的,晶振的提供的时钟频率越高,那单片机的运行速度也就越快。 晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定,精确的单频振荡。在通常工作条件下,普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率,称为压控振荡器(VCO)。 晶振作用: 晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振,而通过电子调整频率的方法保持同步。 晶振通常与锁相环电路配合使用,以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号,可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。 晶振电路: 晶振一般采用如图1a的电容三端式(考毕兹) 交流等效振荡电路;实际的晶振交流等效电路如图1b,其中Cv是用来调节振荡频率,一般用变容二极管加上不同的反偏电压来实现,这也是压控作用的机理;把晶体的等效电路代替晶体后如图1c。其中Co,C1,L1,RR是晶体的等效电路。 分析整个振荡槽路可知,利用Cv来改变频率是有限的:决定振荡频率的整个槽路电容C=Cbe,Cce,Cv三个电容串联后和Co并联再和C1串联。可以看出:C1越小,Co越大,Cv变化时对整个槽路电容的作用就越小。因而能“压控”的频率范围也越小。实际上,由于C1很小(1E-15量级),Co不能忽略(1E-12量级,几PF)。所以,Cv变大时,降低槽路频率的作用越来越小,Cv变小时,升高槽路频率的作用却越来越大。这一方面引起压控特性的非线性,压控范围越大,非线性就越厉害;另一方面,分给振荡的反馈电压(Cbe上的电压)却越来越小,最后导致停振。采用泛音次数越高的晶振,其等效电容C1就越小;因此频率的变化范围也就越小。 晶振的工作原理 晶振是晶体振荡器的简称,在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络,如下图所示。电工学上这个网络有两个谐振点,以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振,较高的频率是并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近,在这个极窄的频率范围内,晶振等效为一个电感,所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。 这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路,由于晶振等效为电感的频率范围很窄,所以即使其他元件的参数变化很大,这个振荡器的频率也不会有很大的变化。以上就是波特率与晶振的关系,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-02 关键词: 频率 波特率 晶振

  • 晶振的常见问题以及通常的解决方法,你知道吗?

    晶振的常见问题以及通常的解决方法,你知道吗?

    关于晶振,你了解多少呢?很多工程师对晶振缺乏足够的重视和了解,一旦出了问题,经常会束手无策,缺乏解决问题的思路和办法。众所周知,晶振在电路中的作用就是为系统提供基本的频率信号,如果晶振不工作,MCU就会停止导致整个电路都不能工作。小编接下来就给大家讲一下晶振不起振问题的归纳以及解决方法。 一、晶振不起振问题归纳 1、物料参数选型错误导致晶振不起振 例如:某MCU需要匹配6PF的32.768KHz,结果选用12.5PF的,导致不起振。解决办法:更换符合要求的规格型号。必要时请与MCU原厂或者我们确认。 2、内部水晶片破裂或损坏导致不起振 运输过程中损坏、或者使用过程中跌落、撞击等因素造成晶振内部水晶片损坏,从而导致晶振不起振。解决办法:更换好的晶振。平时需要注意的是:运输过程中要用泡沫包厚一些,避免中途损坏;制程过程中避免跌落、重压、撞击等,一旦有以上情况发生禁止再使用。 3、振荡电路不匹配导致晶振不起振 影响振荡电路的三个指标:频率误差、负性阻抗、激励电平。频率误差太大,导致实际频率偏移标称频率从而引起晶振不起振。解决办法:选择合适的PPM值的产品。 负性阻抗过大太小都会导致晶振不起振。解决办法:负性阻抗过大,可以将晶振外接电容Cd和Cg的值调大来降低负性阻抗;负性阻抗太小,则可以将晶振外接电容Cd和Cg的值调小来增大负性阻抗。一般而言,负性阻抗值应满足不少于晶振标称最大阻抗3-5倍。 激励电平过大或者过小也将会导致晶振不起振解决办法:通过调整电路中的Rd的大小来调节振荡电路对晶振输出的激励电平。一般而言,激励电平越小越好,处理功耗低之外,还跟振荡电路的稳定性和晶振的使用寿命有关。 4、晶振内部水晶片上附有杂质或者尘埃等也会导致晶振不起振 晶振的制程之一是水晶片镀电极,即在水晶片上镀上一次层金或者银电极,这要求在万级无尘车间作业完成。如果空气中的尘埃颗粒附在电极上,或者有金渣银渣残留在电极上,则也会导致晶振不起振。解决办法:更换新的晶振。在选择晶振供应商的时候需要对厂商的设备、车间环境、工艺及制程能力予以考量,这关系到产品的品质问题。 5、晶振出现漏气导致不起振 晶振在制程过程中要求将内部抽真空后充满氮气,如果出现压封不良,导致晶振气密性不好出现漏气;或者晶振在焊接过程中因为剪脚等过程中产品的机械应力导致晶振出现气密性不良;均会导致晶振出现不起振的现象。解决办法:更换好的晶振。在制程和焊接过程中一定要规范作业,避免误操作导致产品损坏。 6、焊接时温度过高或时间过长,导致晶振内部电性能指标出现异常而引起晶振不起振 以32.768KHz直插型为例,要求使用178°C熔点的焊锡,晶振内部的温度超过150°C,会引起晶振特性的恶化或者不起振。焊接引脚时,280°C下5秒以内或者260°C以下10秒以内。不要在引脚的根部直接焊接,这样也会导致晶振特性的恶化或者不起振。解决办法:焊接制程过程中一定要规范操作,对焊接时间和温度的设定要符合晶振的要求。 7、储存环境不当导致晶振电性能恶化而引起不起振 在高温或者低温或者高湿度等条件下长时间使用或者保存,会引起晶振的电性能恶化,可能导致不起振。解决办法:尽可能在常温常湿的条件下使用、保存,避免晶振或者电路板受潮。 8、MCU质量问题、软件问题等导致晶振不起振 解决办法:目前市场上面MCU散新货、翻新货、拆机货、贴牌货等鱼龙混杂,如果没有一定的行业经验或者选择正规的供货商,则极易买到仿冒品。这样电路容易出现问题,导致振荡电路不能工作。另外即便是真品MCU,如果烧录程序出现问题,也可能导致晶振不能起振。 9、EMC问题导致晶振不起振 解决办法:一般而言,金属封装的制品在抗电磁干扰上优于陶瓷封装制品,如果电路上EMC较大,则尽量选用金属封装制品。另外晶振下面不要走信号线,避免带来干扰。 10、其他问题导致晶振不起振 二、晶振设计、过程中的建议 1、在PCB布线时,晶振电路的走线尽可能的短直,并尽可能靠近MCU。尽量降低振荡电路中的杂散电容对晶振的影响。 2、PCB布线的时候,尽量不要在晶振下面走信号线,避免对晶振产生电磁干扰,从而导致振荡电路不稳定。 3、如果你的PCB板比较大,晶振尽量不要设计在中间,尽量靠边一些。这是因为晶振设计在中间位置会因PCB板变形产生的机械张力而受影响,可能出现不良。 4、如果你的PCB板比较小,那么建议晶振设计位置尽量往中间靠,不要设计在边沿位置。这是因为PCB板小,一般SMT过回流焊都是多拼板,在分板的时候产生的机械张力会对晶振有影响,可能产生不良。 5、在选择晶振的型号及规格参数时,工程师应尽量与晶振大厂商或者专业代理商确认,避免选择的尺寸或者指标不常用,导致供货渠道少、批量供货周期长而影响生产,而且在价格上也会处于被动。 6、带有晶振的电路板一般不建议用超声波清洗,避免发生共振而损坏晶振导致不良。 虽然一般的晶振价格都比较便宜,在电路上也不那么起眼,但是晶振现在越来越受工程师的重视了。直接的原因就是如果晶振出现异常,经常让工程师们抓狂,并且经常束手无策。因此选择一家好的晶振供应商就显得尤为重要了。以上就是晶振的一些常见问题的一些解决办法,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-27 关键词: 频率 晶振 起振

  • 走进晶振的殿堂,有源晶振EMC设计方案解析

    走进晶振的殿堂,有源晶振EMC设计方案解析

    晶振的重要性不言而喻,本着增进大家对晶振更为了解的态度,小编在往期中带来过诸多晶振相关文章。而在本文中,小编将对有源晶振的EMC标准设计方案加以介绍。如果你对晶振的相关知识具有一定的兴趣,不妨继续往下阅读哦。 一、晶振介绍 石英晶振是石英晶体谐振器和石英晶体时钟振荡器的统称,它是一种用于稳定频率和选择频率的电子元件,可分无源晶振和有源晶振两种类型。 (1) 无源晶振为Crystal(晶体) 其必须借助外部的有源激励和振荡电路才能起振,振荡频率主要取决于晶体的切割方式,外部振荡电路也部分影响着振荡频率的精度。振荡电路中包含两个Trim电容,由于电容的精度一般比较低,因此即便是完全相同的电路图,振荡频率的频偏也可能存在一定的差别。 (2) 有源晶振Oscollator(振荡器) 它是将振荡电路和晶体集成在一个封装内,加电即可输出时钟信号,频率精度较高,价格也略高。 二、常用的晶振的技术指标 (1) 基准频率:晶振在完全理想条件下的振荡频率。 (2) 工作电压:晶振的工作需要外部提供一定的电源电压,晶振输出的时钟信号上的噪声与电源再说紧密相关,因此在晶振器件资料上,对电源的质量有一定的要求。 (3) 输出电平:晶振与晶体相比,最为突出的一点就是只要上电,就直接输出时钟信号。时钟信号的电平也多种多样,支持的电平主要包括:TTL、CMOS、HCMOS、LVCOMS、LVPECL、LVDS等。在选型中,应根据所需时钟电平的种类选择相应的晶振。 (4) 工作温度范围:根据环境温度要求的不同,应选择对应的工作温度范围。 (5) 频率精度:对应不同的工作温度范围,可选择不同的频率精度。以±15ppm@-20~70℃为例,其含义是,在-20~70℃温度范围内,该晶振输出频率相对基准频率的偏差不会超过15ppm。该参数是晶振的重要参数,包含了由于温度变化、电源电压波动、负载变化等因素引起的频率偏差。 (6) 老化度:在恒定的外接条件下测量晶振频率,频率精度与时间之间的关系。 (7) 启动时间:从上电到晶振输出频率的偏差达到规定的频率精度所需要的时间。 (8) 时钟抖动(Jitter):在后面内容详细介绍。 (9) 相位噪声:在后面内容详细介绍。 三、有源晶振的类型 (1) 普通封装晶体振荡器(SPXO) 它无温度补偿功能,也无电压控制功能,其频率特性完全取决于晶体以及外部振荡电路。标准频率为1~100MHz,频率精度最高可达±10ppm。由于SPXO不包含任何频率补偿功能,因此是晶振中精度最差的一个种类,价格低廉,通常作为微处理器的时钟器件。在PCB布局时,SPXO器件应远离发热源。 (2) 压控式晶体振荡器(VCXO) VCXO是通过外部施加控制电压时振荡频率可调的晶体振荡器。它的特点:输出频率可以通过输入电压控制,一般控制范围为±50~±200ppm。工作原理:通过改变外加调整电压的大小,能改变容性负载CL的值,从而实现频率的调整。由于VCXO的具有振荡频率可调整的特点,所以用频率—温度稳定度来定义环境温度变化对频偏的影响。由于VCXO不具备温度补偿功能,因此在PCB布局时,VCXO器件应远离发热源。VCXO除了电源电源外,还需要控制电压,以调整输出频率,当控制电压调整为中央电压时,VCXO输出标称的基准频率。VCXO常用在锁相环电路中。 (3) 温度补偿晶体振荡器(TCXO) TCXO是利用附件的温度补偿电路以减少环境温度对振荡频率的影响,其特点是频率精度远远高于SPXO和VCXO。工作原理:利用热敏电阻的温度敏感性,当温度变化时,热敏电阻的阻值和容性负载同时发生变化,而容性负载的变化会改变振荡频率,从而实现对振荡频率的修正。 (4) 恒温晶体振荡器(OCXO) 将晶体和振荡电路置于恒温箱中,以消除环境温度变化对频率的影响。频率精度为10-10~10-8量级。频率稳定度在四种类型振荡器中最高。 不同的特性决定了四种类型晶振的应用场合:如果需要设备即开即用,需选用SPXO、VCXO和TCXO。OCXO晶振需要一定的稳定时间。如果要求时钟信号较高的稳定度,推荐使用TCXO和OCXO。 四、时钟抖动与相位噪声 数字信号的各个有效边沿相对于其理想位置都存在一定的偏离,对于其中的短期性偏离(频率在10Hz以上的偏离),使用时钟抖动和相位噪声参数来定义;对于其中的长期性偏离(频率在10Hz以内的偏离),使用漂移来定义。其中漂移容易被CDR(Clock Data Recovery,时钟数据恢复电路)等模块滤除。时钟信号的质量通常用抖动和相位噪声来描述。时钟抖动和相位噪声的区别在于:时钟抖动是时域的概念;相位噪声是频域的概念。时钟抖动通常分为时间间隔误差(Time Interval Error,简称TIE)、周期抖动和相邻周期抖动。以下重点讨论周期抖动和相位噪声的关系。 1、时钟抖动 周期抖动(JPER)是实测周期与理想周期之间的时间差。由于具有随机分布的特点,可以用峰-峰值或均方根(RMS)描述。首先定义门限VTH的时钟上升沿位于时域的TPER(n),其中n是一个时域系统,如图1所示。JPER表示为: 其中T0是理想时钟周期。由于时钟频率固定,随机抖动JPER的均值应该为零,JPER的RMS可表示为: 图1 周期抖动测量 利用示波器的边沿触发和余辉功能,可以粗略的测量信号的抖动。使用该方法的测量并不具有实际意义。原因:(1)随着测量时间的增加,测得的抖动值将不断增加,即利用这种测量方法,无法得到确定的抖动值;(2)即使能得到确定的抖动值,这样的值对电路设计也没有任何指导意义,只能粗略判断所使用的晶振的抖动情况。 2、相位噪声 相位噪声:在频域上,数据偏移量用相位噪声来定义。如图2所示为典型的相位噪声曲线图。横轴代表频率,单位是Hz,纵轴代表功率谱密度,单位是dBc/Hz。 对于频率为f0的时钟信号而言,如果信号上不含抖动,则信号的所有功率应集中在频率点f0处,由于任何信号都存在抖动,这些抖动有些是随机的,有些是确定的,分布于相当广的频带上,因此抖动的出现将使信号功率被扩展到这些频带上。信号的相位噪声,就是信号在某一特定频率处的功率分量,将这些分量连接成的曲线就是相位噪声曲线。相位噪声通常定义为在某一给定偏移处的dBc/Hz值,其中dBc是以dB为单位的该功率处功率与总功率的比值。如一个振荡器在某一偏移频率处的相位噪声定义为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号总功率的比值,即在fm频率处1Hz范围内的面积与整个噪声频率下的所有面积之比。 图2 信号相位噪声曲线图 从相位噪声曲线图可知,绝大多数抖动都集中在频率f0附近,距离f0越远的频段,抖动能量越小。 以下面的例子为例,说明对时钟输入的要求: RMS JPER(12kHz~20MHz):0.5ps 相位噪声(10~100kHz):-120dBc/Hz 这实际上是两个要求,一个是要求在频段12kHz~20MHz内,均方根抖动不能大于0.5ps;另一方面要求在频段10~100kHz内,任何频点处的功率谱密度都不能超过-120dBc/Hz。 五、使用频谱分析仪测量相位噪声的步骤 (1) 在频谱分析仪上设置与被测信号频率相同的中心频率(Center Frequence),并使被测信号靠近屏幕的左侧。 (2) 在频谱分析仪上设置参考电平(REF LEVEL),略大于或等于被测载波信号的实际输出电平值。 (3) 在频谱分析仪上根据被测信号频率的大小设置适当的扫频宽度(SPAN)、分辨率带宽(RWB)、视频带宽(VBW)使其能显示被测信号在有效带宽内的一个或两个噪声边带。 (4) 用频谱分析仪分别测量载波功率PC和指定偏离载波f处的边带噪声功率Pm。也可以直接用频谱分析仪的ΔMARKER功能测出PC和Pm的差值,并记录此时的RBW。 (5) 对指定频偏点的单边带相位噪声按以下公式计算归一化的相位噪声值。 Ψ(f)=Pm/Pc-10lg1.2RBW/(1Hz)+2.5 如果频谱分析仪具备归一化的相位噪声计算分析测量软件,则可直接测得已经归一化的相位噪声值。 测试中的注意事项: (1) 频谱仪的本振相位噪声应低于被测源的相位噪声。(对于有源晶振而言,该点一般都满足)。 (2) 频谱仪应去多次测试平均值。 (3) 频谱仪的分辨率带宽RBW值应尽量小。 六、晶振电路设计 有源晶振EMC标准设计电路如下: 原理图注意事项: (1) 有源晶振的电源引脚最好不要直接接电源,而是通过一个磁珠后接入,这可大大降低电源噪声对时钟输出频率的影响。晶振电源的去耦电容的匹配也很重要,去耦电容一般选3个,容值依次递减。 (2) 有源晶振的时钟输出端串联一个小电阻,作用是为了减少信号反射,以免造成信号反射引起的信号过冲。电阻R1是预留匹配设计,可根据实验情况进行阻值调整。其具体作用如下: 可以减少谐波。有源晶振的输出是方波,当阻抗严重不匹配的时候将引起谐波干扰。加上串联电阻后,该电阻与输入电容构成RC电路,将方波变成正弦波。 可以进行阻抗匹配,减少反射信号的干扰。 (3) C5是预留设计,可根据实验情况进行调整,它的作用是:与串联电阻组成RC滤波电路,减少时钟信号的过冲。 PCB设计注意事项: (1) 耦合电容应尽量靠近晶振的电源引脚,位置摆放顺序:按电源流入方向,依容值从大到小依次摆放,容值最小的电容最靠近电源引脚。 (2) 晶振的外壳必须接地,可以晶振的向外辐射,也可以屏蔽外来信号对晶振的干扰。 (3) 晶振下面不要布线,保证完全铺地,同时在晶振的300mil范围内不要布线,这样可以防止晶振干扰其他布线、器件和层的性能。 (4) 时钟信号的走线应尽量短,线宽大一些,在布线长度和远离发热源上寻找平衡。 (5) 晶振不要放置在PCB板的边缘,在板卡设计时尤其注意该点。 以上便是此次小编带来的“晶振”相关内容,希望大家对本文介绍的内容具备一定的认识。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-04-08 关键词: emc 晶振 指数

  • 晶振大揭秘,石英晶振是如何生产出来的?

    晶振大揭秘,石英晶振是如何生产出来的?

    晶振的使用十分广泛,除了专业认识对晶振具备足够的了解外,普通群众对晶振却缺乏相关认识。为增进大家对晶振的了解,本文将对石英晶振的生产工序加以阐述。如果你对晶振存在一定兴趣,不妨继续往下阅读本文哦。 一、相关介绍 晶振,是一个即神秘又重要的存在。为什么会神秘,那是因为晶振从最初的高调(大体积),到现在慢慢的越低调(便携式,小尺寸)。为了满足市场的需求,晶振自身不断的改善,不断的“瘦身”。只为配上你的需求。但有多少人知道,一颗完整的晶振是由什么转化而来吗?没错,就是水晶。人造水晶以及天然水晶,经过万般打磨之后,才能制成一颗小小的石英晶振。比孙悟空练就火眼睛睛还要困难。而晶振也是一样的,也是需要经过很多次的打磨,才能成为晶振中的正品。 人工水晶 人造晶体又称人工水晶,是通过水热合成法使天然水晶及种植水晶相结合成晶体。在一个加满碱性溶液的大容器高压釜中, 保持在350个大气压,1000巴的Y棒人造晶体约40天,Z板人造晶体经过约90天生产出优质的人造水晶。 加工 表面研磨处理,以澄清人造晶体的X,Y,Z轴。 切断 将合成石英加工成给定角度的晶圆。 频率温度特性以给定角度确定。 外形加工切断 切割和加工晶圆。 厚度研磨 周波数调整研磨 频率由晶体片的厚度决定。 “我们将磨削工艺抛光几个步骤,逐渐减小磨料的晶粒尺寸并调整晶圆的厚度。”精确抛光是为了达到目标频率。 外形加工 切断 将设计值处理为指定的形状 斜角加工 研磨边缘以将振动集中在晶体坯料的中心部分。(适用于大约10 MHz或更低,但它会根据晶体的大小而变化。) 蚀刻/清洁 化学去除抛光引起的加工层,同时提高频率精度,然后清洗化学溶液。 蒸汽沉积 装配 将电极沉积在晶体片上。 将其固定在笼子上,用导电胶固定水晶片。 周波数调整 封入 在振荡晶体的同时再次调整电极的厚度,最后调整频率。 为防止老化特性恶化,请在干燥氮气或真空中进行盖子密封(焊接) 完成检查 检查气密性,绝缘性,频率特性,阻抗等特性。 经历过多种工序后一颗完整的石英晶振就诞生了。自带压电石英晶体谐振器获得市场的认可,被应用到各行各类中。汽车:引擎控制,定位导航,GPS,汽车摄像头,卫星无线电广播。网络设备:移动通信基站,光学通信等产品。还应用于我们的家居生活中,个人电脑,数码相机等。晶振随处可见,只是你没发现. 二、YXC石英晶振生产流程图 石英晶振的生产要包括切割、披银、点胶、微调、起振芯片(有源)、密封等数十道工序,而且需要大量的人工参与。这就好比一条铁链,其结实程度取决于拉力最差的那条环节。 1、切割:石英晶振中最重要的是石英晶片,在石英晶片的制作工艺中首先要对石英晶体原材料进行切割研磨处理,其中一道很重要的工序就是定角,由于石英片的取向不同,其压电特性、强度特性、弹性特性就有所不同,那么用它来制作的石英晶振的性能也就不一样。首先我们要在石英晶棒上面进行打磨、切割。切割出该频点相对应的石英晶片,(这里面要注意的是,石英晶片与频点是一一对应的关系。)这时候的切割角度决定了石英晶振的基本频率偏差。 2、镀银:为了提高工作精度,所以要在切割好的石英晶片上面镀一层纯银。 3、点胶:要在基座上面用银胶(导电胶)固定,这个时候的固定角度再一次决定了石英晶振的基本频率偏差。 4、测试:这时候配合测试设备,就可以测量石英晶振的输出频率了,在测试的时候可以再次补银做微调,以提高工作精度。 5、封焊:如果是无源晶振的话,就可以充满氮气密封了。而有源晶振,则还需加起振芯片,然后氮气密封。 6、密封性检查:检查封焊后的产品是否有漏气现象。分为粗检漏和细检漏。 粗检漏:检查较大的漏气现象(压差方式) 细检漏:检查较小的漏气现象(压He方式) 7、老化及模拟回流焊:对产品加以高温长时间老化,释放应力以及模拟客户试用环境,暴露制造缺陷,以提高出货产品的可靠性。 8、打标:利用Laser在晶振在晶振外壳打上标记,如型号、额定频率等,以区分不同的产品。 9、测试包装:对成品进行电性能指标测试,剔除不良品,保证产品质量。 以上便是此次小编带来的“晶振”相关内容,通过本文,希望大家对石英晶振的制造过程具备一定的认知。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-04-08 关键词: 晶振 指数 石英晶振

  • 晶振有何作用,如何选择适用的晶振

    晶振有何作用,如何选择适用的晶振

    晶振的由来、晶振的用法,在往期文章中均有所提及,小编相信那些文章定然增加了对晶振的了解和认识。但晶振在现实中的应用着实广泛,也极为重要。因此,本文将继续对晶振予以讨论。本文中,将主要从两大方面对晶振予以阐述:1.晶振的作用是什么?2.如何选择适合的晶振。如果你对本文即将探讨的两个问题存在兴趣,抑或想要了解更多晶振的相关内容,可以往下继续阅读哦。 晶振,全名叫“晶体振荡器”,它在电路当中起到产生振荡频率的作用,我们都知道,单片机可以看成是在时钟驱动下的时序逻辑电路,那么这个所需要的时钟就是晶振来产生,可以说它的单片机的心脏,让单片机时刻有脉动,它控制着计算机的工作节奏,晶振的频率有32.768kHz、1MHz、2MHz、4MHz、8MHz、12MHz……当然,还有很多其他频率。 晶振有无源晶振以及有源晶振,我们平时看到在电路板上面由电容、电阻等元器件来助起振的晶振其实就是无源晶振,它需要外部元器件辅助;二有源晶振它在单片机内部里面,它不用外部元器件辅助起振。时钟信号可以三种方式产生:一种是内部方式,利用芯片内部的振荡电路,不过一般是RC振荡电路,产生时钟信端;另两种为外部方式,即外接一个晶振,时钟信号由外部引入和引入外部振荡器作为输入。 如何选择合适的晶振。可以说现在的晶振很多,我说的是单片机外接的晶振,有石英晶振,有温度补偿的晶振等等,那么我们在选择晶振 时候需要注意哪些细节呢?晶振主要的参数无非主要是这几个:频率;精度;适用的环境温度,封装尺寸。 1、频率,这应该最主要的参数,频率决定着单片机能否高速运行,如果使用过程中对于频率要求不是很严格,可以考虑用单片机内部晶振,例如对于STM32内部晶振它可以达到8MHz,甚至16Hz,如果对频率要求不高的话,也就是普通类型的驱动之类,不涉及两个单片机通讯、不涉及串口通信、不涉及时间方面,例如定时等,这时候可以考虑用单片机内部晶振,例如ST单片机内部自带的RC时钟 HSI(High-speed internal (HSI) RCoscillator), 频率一般是8MHz或16MHz,一般的贴片无源晶振都要几毛钱,如果使用内部振荡,可以省去不少钱呢,同时电路也省去了不少元器件; 2、精度,如果对于精度要求很高的话,例如电路当中会涉及到时间的准确精度的话那就只能用外部晶振了,因为外部晶振比较稳定而内部晶振的误差比较大,时间久了对于时间的累积产生很大误差,特别是对于RC振荡器对于温度比较敏感,容易受其影响。 3、环境温度,环境温度对于内部晶振,也就是RC振荡器影响较大,下图是某STM32芯片内部RC振荡器振荡频率误差值随着温度的变化曲线图,可以看出,在25℃左右时候,它的振荡精度能保持在1%以内,但是随着温度的不断上升或者下降,它的精度都逐渐下降,因此对于在使用环境温度比较恶劣且对时间有严格控制的场合的环境时候可以不考虑用内部的晶振。 4、封装尺寸,晶振的封装有很多,有贴片的、插进陶瓷、圆柱体的等,特别是现在的贴片晶振尺寸越来越小,可以满足不同的场合,在选用晶振时候需要考虑晶振尺寸对电路板的影响。 以上便是此次小编带来的“晶振”相关内容,通过本文,希望大家对晶振的作用以及如何选择合适的晶振的方法具备一定的认知。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-04-08 关键词: 晶振 有源晶振 指数 无源晶振

  • 电子元器件检测方法

    电子元器件检测方法

    什么是电子元器件?如何检测?首先,电子设备中使用着大量各种类型的电子元器件,设备发生故障大多是由于电子元器件失效或损坏引起的。因此怎么正确检测电子元器件就显得尤其重要,这也是电子维修人员必须掌握的技能。下面是部分常见电子元器件检测经验和技巧,供大家参考。 1 测整流电桥各脚的极性 万用表置R×1k挡,黑表笔接桥堆的任意引脚,红表笔先后测其余三只脚,如果读数均为无穷大,则黑表笔所接为桥堆的输出正极,如果读数为4~10kΩ,则黑表笔所接引脚为桥堆的输出负极,其余的两引脚为桥堆的交流输入端。 2 判断晶振的好坏 先用万用表(R×10k挡)测晶振两端的电阻值,若为无穷大,说明晶振无短路或漏电;再将试电笔插入市电插孔内,用手指捏住晶振的任一引脚,将另一引脚碰触试电笔顶端的金属部分,若试电笔氖泡发红,说明晶振是好的;若氖泡不亮,则说明晶振损坏。 3 单向晶闸管检测 可用万用表的R×1k或R×100挡测量任意两极之问的正、反向电阻,如果找到一对极的电阻为低阻值(100Ω~lkΩ),则此时黑表笔所接的为控制极,红表笔所接为阴极,另一个极为阳极。晶闸管共有3个PN结,我们可以通过测量PN结正、反向电阻的大小来判别它的好坏。测量控制极(G)与阴极[C)之间的电阻时,如果正、反向电阻均为零或无穷大,表明控制极短路或断路;测量控制极(G)与阳极(A)之间的电阻时,正、反向电阻读数均应很大;{测量阳极(A)与阴极(C)之间的电阻时,正、反向电阻都应很大。 4 双向晶闸管的极性识别 双向晶闸管有主电极1、主电极2和控制极,如果用万用表R×1k挡测量两个主电极之间的电阻,读数应近似无穷大,而控制极与任一个主电极之间的正、反向电阻读数只有几十欧。根据这一特性,我们很容易通过测量电极之间电阻大小,识别出双向晶闸管的控制极。而当黑表笔接主电极1。红表笔接控制极时所测得的正向电阻总是要比反向电阻小一些,据此我们也很容易通过测量电阻大小来识别主电极1和主电极2。 5 检查发光数码管的好坏 先将万用表置R×10k或R×l00k挡,然后将红表笔与数码管(以共阴数码管为例)的“地”引出端相连,黑表笔依次接数码管其他引出端,七段均应分别发光,否则说明数码管损坏。 6 判别结型场效应管的电极 将万用表置于R×1k挡,用黑表笔接触假定为栅极G的管脚,然后用红表笔分别接触另外两个管脚,若阻值均比较小(5~10Ω),再将红、黑表笔交换测量一次。如阻值均大(∞),说明都是反向电阻(PN结反向),属N沟道管,且黑表笔接触的管脚为栅极G,并说明原先假定是正确的。若再次测量的阻值均很小,说明是正向电阻,属于P沟道场效应管,黑表笔所接的也是栅极G。若不出现上述情况,可以调换红、黑表笔,按上述方法进行测试,直至判断出栅极为止。一般结型场效应管的源极与漏极在制造时是对称的,所以,当栅极G确定以后,对于源极S、漏极D不一定要判别,因为这两个极可以互换使用。源极与漏极之间的电阻为几千欧。 7 三极管电极的判别 对于一只型号标示不清或无标志的三极管,要想分辨出它们的三个电极,也可用万用表测试。先将万用表量程开关拨在R×100或R×1k电阻挡上。红表笔任意接触三极管的一个电极,黑表笔依次接触另外两个电极,分别测量它们之间的电阻值,若测出均为几百欧低电阻时,则红表笔接触的电极为基极b,此管为PNP管。若测出均为几十至上百千欧的高电阻时,则红表笔接触的电极也为基极b,此管为NPN管。 在判别出管型和基极b的基础上,利用三极管正向电流放大系数比反向电流放大系数大的原理确定集电极。任意假定一个电极为c极,另一个电极为e极。将万用表量程开关拨在R×1k电阻挡上。对于:PNP管,令红表笔接c极,黑表笔接e极,再用手同时捏一下管子的b、c极,但不能使b、c两极直接相碰,测出某一阻值。然后两表笔对调进行第二次测量,将两次测的电阻相比较,对于:PNP型管,阻值小的一次,红表笔所接的电极为集电极。对于NPN型管阻值小的一次,黑表笔所接的电极为集电极。 8 电位器的好坏判别 先测电位器的标称阻值。用万用表的欧姆挡测“1”、“3”两端(设“2”端为活动触点),其读数应为电位器的标称值,如万用表的指针不动、阻值不动或阻值相差很多,则表明该电位器已损坏。再检查电位器的活动臂与电阻片的接触是否良好。用万用表的欧姆挡测“1”、“2”或“2”、“3”两端,将电位器的转轴按逆时针方向旋至接近“关”的位置,此时电阻应越小越好,再徐徐顺时钟旋转轴柄,电阻应逐渐增大,旋至极端位置时,阻值应接近电位器的标称值。如在电位器的轴柄转动过程中万用表指针有跳动瑚象,描踢活动触点接触不良。 9 测量大容量电容的漏电电阻 用500型万用表置于R×10或R×100挡,待指针指向最大值时,再立即改用R×1k挡测量,指针会在较短时间内稳定,从而读出漏电电阻阻值。 10 判别红外接收头引脚 万用表置R×1k挡,先假设接收头的某脚为接地端,将其与黑表笔相接,用红表笔分别测量另两脚电阻,对比两次所测阻值(一般在4~7kQ范围),电阻较小的一次其红表笔所接为 5V电源引脚,另一阻值较大的则为信号引脚。反之,若用红表笔接已知地脚,黑表笔分别测已知电源脚及信号脚,则阻值都在15kΩ以上,阻值小的引脚为 5V端,阻值偏大的引脚为信号端。如果测量结果符合上述阻值则可判断该接收头完好。 11 判断无符号电解电容极性 先将电容短路放电,再将两引线做好A、B标记,万用表置R×100或R×1k挡,黑表笔接A引线,红表笔接B引线,待指针静止不动后读数,测完后短路放电;再将黑表笔接B引线,红表笔接A引线,比较两次读数,阻值较大的一次黑表笔所接为正极,红表笔所接为负极。 12 测发光二极管 取一个容量大于100“F的电解电容器(容量越大,现象越明显),先用万用表R×100挡对其充电,黑表笔接电容正极,红表笔接负极,充电完毕后,黑表笔改接电容负极,将被测发光二极管接于红表笔和电容正极之间。如果发光二极管亮后逐渐熄灭,表明它是好的。此时红表笔接的是发光二极管的负极,电容正极接的是发光二极管的正极。如果发光二极管不亮,将其两端对调重新接上测试,还不亮,表明发光二极管已损坏。 13 光电耦合器检测 万用表选用电阻R×100挡,不得选R×10k挡,以防电池电压过高击穿发光二极管。红、黑表笔接输入端,测正、反向电阻,正常时正向电阻为数十欧姆,反向电阻几千欧至几十千欧。若正、反向电阻相近,表明发光二极管已损坏。万用表选电阻R×1挡。红、黑表笔接输出端,测正、反向电阻,正常时均接近于∞,否则受光管损坏。万用表选电阻R×10挡,红、黑表笔分别接输入、输出端测发光管与受光管之间的绝缘电阻(有条件应用兆欧表测其绝缘电阻,此时兆欧表输出额定电压应略低于被测光电耦合器所允许的耐压值),发光管与受光管问绝缘电阻正常应为∞。 14 光敏电阻的检测 将万用表拨到R×1kΩ挡,把光敏电阻的受光面与入射光线保持垂直,于是在万用表上直接测得的电阻就是亮阻。再把光敏电阻置于完全黑暗的场所,这时万用表所测出的电阻就是暗阻。如果亮阻为几千欧至几十干欧,暗阻为几至几十兆欧,说明光敏电阻是好的。 15 激光二极管损坏判别 拆下激光二极管,测量其阻值,正常情况下反向阻值应为无穷大,正向阻值在20kΩ~40kΩ。如果所测的正向阻值已超过50kΩ,说明激光二极管性能已下降;如果其正向阻值已超过90kΩ,说明该管已损坏,不能再使用了。以上就是电子元器件的检测方法,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-02 关键词: 电子元器件 晶闸管 晶振

  • 什么是晶振搭配电容适配?

    什么是晶振搭配电容适配?

    很多人都知道晶振,那么知道什么是晶振的搭配电容适配吗?晶振在现实应用中不可或缺,缺少晶振,目前实现的诸多技术将不再可用,如 PC 内部的时钟等。对于晶振,小编曾带来诸多介绍。而本文对晶振的讲解,主要在于解释晶振为何要搭配电容使用,并与大家共同探讨 16M 晶振应当搭配多大电容使用。 一、晶振为什么要配电容 晶振负载电容取值直接关系到调频的准确度。如果负载电容不够准确,那么买来的晶体准确度就会差。扬兴教你怎么计算负载电容,计算公式:晶振的负载电容=[(Cd*Cg)/(Cd Cg)] Cic △C 式中 Cd,Cg 为分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,Cic(集成电路内部电容) △C(PCB 上电容)一般为 3 至 5pf。 晶振为什么要加电容、需要配多大电容这要根据晶振的规格和电路中的因素来确定,同是 16MHZ 的晶体谐振器,其负载电容值有可能不一样,如 10PF,20PF。负载电容值是在其生产加工过程中确定的,无法进行改变。购买晶振时应该能得到准确的规格书。 晶振在电路中使用时,应满足 CL=C+CS. ·CL 为规格书中晶振的负载电容值, ·C 为电路中外接的电容值(一般由两颗电容通过串并联关系得到), CS 为电路的分布电容,这和电路的设计,元器件分布等因素有关,值不确定,一般为 3 到 5PF. 所以据以上公式就可以大概推算出应该使用的电容值,而且这一电容值可以使晶振工作在其标称频率附近。 如:我用的 430 的单片机,8M 晶振,配的是 12pF 的电容,其实容量的大小没必要多准确,几皮法到十几皮法都可以的。 估计都差不多,你看看芯片资料上应该有。单片机中的外接晶振为什么要并上两个电容 ?为什么好要接到啊? 1. 为了要满足谐振的条件。 具体讲就是:晶体元件的负载电容是指在电路中跨接晶体两端的总的外界有效电容。是指晶振要正常震荡所需要的电容。一般外接电容,是为了使晶振两端的等效电容等于或接近负载电容。不是所有晶体振荡电路都需要匹配电容。是否需要由振荡电路的形式决定,分析时需采用晶体的等效模型。 2. 接地:晶体旁边的两个电容接地, 实际上就是电容三点式电路的分压电容, 接地点就是分压点。 以接地点即分压点为参考点, 振荡引脚的输入和输出是反相的,但从并联谐振回路即石英晶体两端来看, 形成一个正反馈以保证电路持续振荡当然,你也可以这样理解: 晶振的标称值在测试时有一个“负载电容”的条件,在工作时满足这个条件,振荡频率才与标称值一致,也就是说,只有连接合适的电容才能满足晶振的起振要求,晶振才能正常工作。 二、16M 晶振要配多大电容 晶振分有源晶振和无源晶振。 对于有源晶振,是指自己内部集成有振荡电路的,加上电源后自己可以产生波形的,大部分都是默认 15pF 负载 Max 的,当负载过大时,波形可能会变形。不过也有一部分产品采用的是大负载的 IC,负载可达 50pF Max,这种产品一般要单独订做。 对于无源晶振,一般也叫晶体。需要有外加的电路才能起振的,所需的负载一般和使用的环境等有关,这多是由电路的设计中决定的,负载小到 5pF,大到 100pF 以上都有。这个负载电容影响晶振的工作频率。 这要根据晶振的规格和电路中的因素来确定,同是 16MHZ 的晶体谐振器,其负载电容值有可能不一样,如 10PF,20PF。负载电容值是在其生产加工过程中确定的,无法进行改变。购买晶振时应该能得到准确的规格书。 晶振在电路中使用时,应满足 CL=C+CS.CL CL 为规格书中晶振的负载电容值,C 为电路中外接的电容值(一般由两颗电容通过串并联关系得到),CS 为电路的分布电容,这和电路的设计,元器件分布等因素有关,值不确定,一般为 3 到 5PF. 所以根据以上公式就可以大概推算出应该使用的电容值,而且这一电容值可以使晶振工作在其标称频率附近。以上就是晶振的搭配电容适配,希望能给大家帮助。

    时间:2020-03-29 关键词: 电容 电源 晶振

  • 晶振有那些功效?

    晶振有那些功效?

    什么是晶振,它的作用是什么?对于电源工程师而言,在研发过程中,晶振是不可缺少的元器件之一。下面我们进一步了解下晶振到底有何作用呢? 什么是晶振? 晶振一般叫做晶体谐振器,是一种机电器件,是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。对于单片机来说晶振是很重要的,可以说是没有晶振就没有时钟周期,没有时钟周期就无法执行程序代码,那样的话单片机就无法工作。接下来跟随小编详细的了解一下单片机晶振的电路原理及作用。 单片机晶振的必要性 单片机工作时,是一条一条地从ROM中取指令,然后一步一步地执行。单片机访问一次存储器的时间,称之为一个机器周期,这是一个时间基准。一个机器周期包括12个时钟周期。如果一个单片机选择了12MHZ晶振,它的时钟周期是1/12us,它的一个机器周期是12x(1/12)us,也就是1US。 MCS-51单片机的所有指令中,有一些完成得比较快,只要一个机器周期就行了,有一些完成得比较馒,得要2个机器周期,还有两条指令要4个机器周期才行。为了衡量指令执行时间的长短,又引|入一个新的概念:指令周期。所谓指令周期就是指执行条指令的时间。例如,当需要计算DJNZ指令完成所需要的时间时,首先必须要知道晶振的频率,设所用晶振为12MHZ,则一个机器周期就是1US。而DJNZ指令是双周期指令,所以执行一次要2US。如果该指令需要执行500次,正好1000us,也就是1ms。 机器周期不仅对于指令执打有着重要的意义,而且机器周期也是单片机定时器和计数器的时间基准。例如一个单片机选择了12MHZ晶振,那么当定时器的数值加1时,实际经过的时间就是1us,这就是单片机的定时原理。 单片机晶振常见问题 1、PIC单片机振荡电路中如何选择晶体? 对于一个高可靠性的系统设计,晶体的选择非常重要,尤其设计带有睡眠唤醒,往往用低电压以求低功耗的系统,这是因为低供电电压使提供给晶体的激励功率减少,造成晶体起振很慢或根本就不能起振,这一现象在上电复位时并不特别明显,原因时上电时电路有足够的扰动,很容易建立振荡,在睡眠唤醒时,电路的扰动要比上电时小得多,起振变得很不容易,在振荡回路中,晶体既不能过激励,容易振到高次谐波上,也不能欠激励不容易起振,晶体的选择至少必须考虑、谐振频点、负载电容、激励功率、温度特性长期稳定性。 2、如何判断电路中晶振是否被过分驱动? 电阻RS常用来防止晶振被过分驱动,过分驱动晶振会渐渐损耗减少晶振的接触电镀这将引起频率的上升,可用一台示波器检测,OSC,输出脚,如果检测一非常清晰的正弦波且正弦波的上限值和下限值都符合时钟输入需要,则晶振未被过分驱动,相反,如果正弦波形的波峰,波谷两端被削平,而使波形成为方形,则晶振被过分驱动,这时就需要用电阻RS来防止晶振被过分驱动,判断电阻RS值大小的最简单的方法就是串联一个5k或10k的微调电阻,从0开始慢慢调高,一直到正弦波不再被削平为止,通过此办法就可以找到最接近的电阻RS值。 3、晶振电路中如何选择电容? (1)C1,C21,因为每一种晶振都有各自的特性,所以最好按制造厂商所提供的数值选择外部元器件。(2)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。(3)应使C2值大于C1值,这样可使上电时,加快晶振起振。以上急速晶振的工作作用。

    时间:2020-03-28 关键词: 电子元器件 晶振 机电器件

  • 如何应对电路板上的晶振损坏?

    如何应对电路板上的晶振损坏?

    电路板的正常运行,很多都离不开晶振,那么他损坏了该怎么办?现如今电子时代,我们已经习惯依靠各种电子智能产品设备,人们更是“机不离手”的现象比比皆是。而手机却依赖它,一颗比米粒还要小的晶振,决定了整块电路板的"生死"。如果它不运作,整个系统就会瘫痪,在行业中被人们堪比为电路板的心脏。 晶振停振: 晶振是各板卡的"心跳"发生器,选择好的晶振,保障线路板的经久耐用性。然而难免会碰到晶振停振的问题。晶振的作用就是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率,它是时钟电路中最重要的部件。晶振就像个标尺,工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定,自然容易出现问题。在实际应用中,遇到晶振停振,要结合实际情况和产品规格。 大量晶振不起振造成整机无电的原因 ① 晶体本身原因:晶片碎裂、寄生、DLD不良、阻抗过大、频率不良、晶体牵引力不足或过大。 ② 电路原因:其他元件不良、负载电容或电路设计或加工造成的杂散电容离散度大、晶体两端电压不足、电路静态工作点有问题。 在工作电路中,如果晶振损坏 会有哪些特征现象呢? 晶振损坏分为两大类: ①彻底停振:如果晶振停振,对手机而言可能无法正常开机,就像心脏突然停止跳动,以该晶振为时钟信号的电路都会停顿罢工。 ②具有不稳定性:引起不稳定性的原因有很多,可能是晶振质量问题,更多原因则是晶振参数与电路参数不相匹配,例如系统要求精度20ppm,而晶振参数只有50ppm;再或者匹配电容要求12PF,而实际电容只有9PF诸多原因。 解决办法 ① 彻底损坏 彻底损坏时,可将其拆下,与正常同型号集成电路对比测其每一引脚对地的正、反向电阻,总能找到其中一只或几只引脚阻值异常。 ② 晶振不稳定的解决办法 有许多工程师在工作中都遇到过,晶振在板上,一会儿起振,一会儿不起振,或用电吹风吹一下又可以正常工作等问题。 遇到这种不稳定情况,不能简单的更换器件完事,应该从多方面分析,找出问题的真正所在。 以内外因来分析晶振不稳的原因: 1、排除外界元件不良的情况,因为外界零件无非为、,让你很容易鉴别是否为不良品。 2、排除晶振为不起振品的可能性,这里你不会只试了1~2个晶振就停止了。 3、排除线路错误的可能性,这样先试着用相应型号线路的推荐电路进行比较。 4、可以改变晶体两端的电容,没准晶振就能正常工作了,电容的大小请参考晶振的使用说明,相匹配的电容很重要。 晶振本身的原因,晶片碎裂、过大、频率不良、晶体牵引力不足过大寄生反应。或在电路上,负载电容或电路设计或加工造成的杂散电容离散度大,晶体两端电压不足,这些也会导致晶振停振! 如果遇到这种问题,首先要检测晶振的频率参数和晶振的电阻是不是在要求的范围内,如果是在要求的范围内;其次要检查晶振的焊接温度会不会高,造成晶振的第二次损坏,一般要求焊接的温度是在250度左右或更低,最高不要超过300度。如果这些都是在要求的范围内,那就要考虑是不是整个电路的问题了。 检测晶振参数和调整焊接温度可以很容易做到,如果单片机电路的问题可以找方案商来解决,再则是看晶振有没有漏气,晶振在潮湿的天气情况下也会出现这种问题,这样就建议更换质量较好的晶振。 几点晶振停振的注意事项 a. 由于晶振在剪脚和焊锡的时候容易産生机械应力和热应力,而焊锡温度过高和作用时间太长都会影响到晶体,容易导致晶体处于临界状态,以至出现时振时不振现象,甚至停振。 b. 在焊锡时,当锡丝透过线路板上小孔渗过,导致引脚跟外壳连接在一块,或是晶体在制造过程中,基座上引脚的锡点和外壳相连接发生单漏,都会造成短路,从而引起停振。 c. 当晶体频率发生频率漂移,且超出晶体频率偏差范围过多时,以至于捕捉不到晶体的中心频率,从而导致芯片不起振。 d. 由于芯片本身的厚度很薄,当激励功率过大时,会使内部石英芯片破损,导致停振。 e. 在检漏工序中,就是在酒精加压的环境下,晶体容易产生碰壳现象,即振动时芯片跟外壳容易相碰,从而晶体容易发生时振时不振或停振。 f. 在压封时,晶体内部要求抽真空充氮气,如果发生压封不良,即晶体的密封性不好时,在酒精加压的条件下,其表现为漏气,称之为双漏,也会导致停振。以上就是晶振损坏的处理方法,需要工程师在实践中不断积累经验。

    时间:2020-03-28 关键词: 电路板 电子设备 晶振

  • 晶振的工作原理解析

    晶振的工作原理解析

    相信很多人都听说过晶振,那么何为晶振,它的工作原理又是怎么一回事?你知道晶振的主要参数以及工作原理吗?如果你对这些问题存在一定疑惑,不妨看看本文带来的有关晶振这四方面的内容,让本文帮你一次性扫清这些个障碍吧。 一、何为晶振ppm? 晶振全称是晶体振荡器,是指从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片),石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振;而在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器。其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。 电子元件是电路设计中一个很关键的所在,电路的精准直接关乎使用这颗晶振的产品的质量问题,但是最重要的体现在于一个小参数那就是晶振的ppm值,即精度电容值。精度值越低表明这颗电子元件越精度越精确,使用起来越耐用和反应出来的效果就越好。那么,你知道晶振电路中的ppm吗?ppm这个小参数,是如何产生大作用的。 二、晶振ppm误差公式 1:120ppm,27M的晶振,频率的误差 = 120/100万*27M=3240Hz 晶振的精度决定时钟的计时准确度。 2:所配晶振频率:32772.2HZ,误差为+1.2ppm 一年的误差计算过程为: Δf = +1.2/100万*32772.2 Δt/秒= Δf/32772.2 = 1.2/100万 一年的误差 = Δt*24*3600*365 = 37.8秒 三、晶振的主要参数 晶振的主要参数有标称频率、老化率、频率准确度、频率稳定度、相位噪声、功耗等。 1、标称频率:是指晶振的标称输出频率; 2、频率准确度:是指常温(25度)下,所测晶振频率相对标称频率的差值。这一点是不太重要的; 3、频率稳定度:一般是指频率温度稳定度,是指在晶振的工作温度范围内频率随着温度变化的大小,一般用PPM或PPB来标示,1PPB=0.001PPM=1*10-9; 4、老化率:随着时间的推移,频率值随着变化的大小; 5、相位噪声:信号功率与噪声功率的比率(C/N),是表征频率颤抖的技术指标。一般来说雷达等设备会对相位噪声有特殊要求; 6、晶体还有一个重要的特性就是“RR等效阻抗”,晶振长出现停振现象。经分析均为晶片阻值大于80欧姆。 四、晶振工作原理 若在石英晶体的两个电极上加一电场,晶片就会产生机械变形。反之,若在晶片的两侧施加机械压力,则在晶片相应的方向上将产生电场,这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压,晶片就会产生机械振动,同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下,晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小,但当外加交变电压的频率为某一特定值时,振幅明显加大,比其他频率下的振幅大得多,这种现象称为压电谐振,它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。 当晶体不振动时,可把它看成一个平板电容器称为静电电容C,它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关,一般约几个皮法到几十皮法。当晶体振荡时,机械振动的惯性可用电感L来等效。一般L的值为几十豪亨到几百豪亨。晶片的弹性可用电容C来等效,C的值很小,一般只有0.0002~0.1皮法。晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R来等效,它的数值约为100欧。由于晶片的等效电感很大,而C很小,R也小,因此回路的品质因数Q很大,可达1000~10000。加上晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关,而且可以做得精确,因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定度。 计算机都有个计时电路,尽管一般使用“时钟”这个词来表示这些设备,但它们实际上并不是通常意义的时钟,把它们称为计时器可能更恰当一点。计算机的计时器通常是一个精密加工过的石英晶体,石英晶体在其张力限度内以一定的频率振荡,这种频率取决于晶体本身如何切割及其受到张力的大小。有两个寄存器与每个石英晶体相关联,一个计数器和一个保持寄存器。石英晶体的每次振荡使计数器减1。当计数器减为0时,产生一个中断,计数器从保持寄存器中重新装入初始值。这种方法使得对一个计时器进行编程,令其每秒产生60次中断(或者以任何其它希望的频率产生中断)成为可能。每次中断称为一个时钟嘀嗒。 晶振在电气上可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络,电工学上这个网络有两个谐振点,以频率的高低分其中较低的频率为串联谐振,较高的频率为并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近,在这个极窄的频率范围内,晶振等效为一个电感,所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路,由于晶振等效为电感的频率范围很窄,所以即使其他元件的参数变化很大,这个振荡器的频率也不会有很大的变化。晶振有一个重要的参数,那就是负载电容值,选择与负载电容值相等的并联电容,就可以得到晶振标称的谐振频率。 一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器的两端接入晶振,再有两个电容分别接到晶振的两端,每个电容的另一端再接到地,这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容,请注意一般IC的引脚都有等效输入电容,这个不能忽略。一般的晶振的负载电容为15皮或12.5皮,如果再考虑元件引脚的等效输入电容,则两个22皮的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。以上就是晶振的工作原理,需要工程师在实践中不断积累经验。

    时间:2020-03-28 关键词: 电子元器件 晶振 晶体振荡器

  • 红外传感器避障工作原理

    红外传感器避障工作原理

    智能设备的广泛发展,促进了红外传感器的使用,红外传感器是什么,有何作用呢?一种能够感应目标辐射的红外线,利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。按探测机理可分成为光子探测器和热探测器。 红外传感技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。 红外传感器是什么? 红外线对射管的驱动分为电平型和脉冲型两种驱动方式。由红外线对射管阵列组成分离型光电传感器。该传感器的创新点在于能够抵抗外界的强光干扰。太阳光中含有对红外线接收管产生干扰的红外线,该光线能够将红外线接收二极管导通,使系统产生误判,甚至导致整个系统瘫痪。本传感器的优点在于能够设置多点采集,对射管阵列的间距和阵列数量可根据需求选取。 红外传感器避障电路图 在智能小车制作中经常会用到红外传感器避障模,这里介绍一款智能小车制作时常用的红外传感器避障模,模块是由LM567电路组成,LM567电路是一片锁相环电路,采用8脚双列直插塑封。其⑤、⑥脚外接的电阻和电容决定了内部压控振荡器的中心频率f。 其中心频率f由R、C决定:f=1/(1.1*RC) 在电路中,因为红外发射器的起振频率是38KHz,其中电容选择103,所以由以上公式可得R=2.4KΩ。 在电路中仅利用了LM567接收到相同频率的载波信号后⑧脚电压由高变低这一特性,来形成对控制对象的控制。 D1发射红外线,D2接收红外信号。LM567第⑤、⑥脚为译码中心频率设定端,一般通过调整其外接可变电阻W改变捕捉的中心频率。图中红外载波信号来自LM567的第5角,也即载波信号与捕捉中心频率一致,能够极大的提高抗干扰特性。 感器避障模块LM567的电路图,如图,LM567的①、②脚通常分别通过一电容器接地,形成输出滤波网络和环路单级低通滤波网络。②脚所接电容决定锁相环路的捕捉带宽:电容值越大,环路带宽越窄。①脚所接电容的容量应至少是②脚电容的2倍。③脚是输入端,要求输入信号≥25mV。⑧脚是逻辑输出端,其内部是一个集电极开路的三极管,允许最大灌电流为100mA。LM567的工作电压为4.75~9V,工作频率从直流到500kHz,静态工作电流约8mA。 在选择红外发射接收电路电子小制作中,有四个方案可以选择,并且都做了PCB进行调试比较。 方案一:利用40KHz的晶振作为红外发射器的震荡源。通过示波器观察,波形非常准确完整,由于红外接收的频率一般是38KHz,虽然晶振的频率可以通过可调电阻微调。但是还是很难匹配,每次试验时都要微调。所以不选择这个方案。 方案二:如前所述,使用三脚的红外接收器,但是接收器自备了选频和解调能力,很难用单片机对其接收信号进行判断。所以不选择这个设计方案。 方案三:用高速CMOS型四重二输入“与非”门74HC00组成RC震荡电路作为频率发生器,波形也准确完整,但是难匹配。所以不选择这个方案。 方案四:选用通用音调译码器LM567的5输出38KHz频率,其特点是红外线发射部分不设专门的信号发生电路。8脚输入红外接收器接收到的信号。这个信号是锁相音频译码器的锁相中心频率,这样既简化了线路和调试工作,又防止了周围环境变化和元件参数变化对收发频率造成的差异,实现了红外线发射与接收工作频率的同步自动跟踪,使电路的稳定性和抗干扰能力大大加强。本设计中就是利用此方案最终实现避障功能。 这个电子小制作电路的特点是红外线发射部分不设专门的信号发生电路。而是直接从接收部分的检测电路LM567的5脚引人信号,这个信号是锁相音频译码器的锁相中心频率,这样既简化了线路和调试工作,又防止了周围环境变化和元件参数变化对收发频率造成的差异,实现了红外线发射与接收工作频率的同步自动跟踪,使电路的稳定性和抗干扰能力大大加强。 LM567的5脚输出的38KHz中心频率输出给三极管Q1,经过三极管放大,信号输出给红外发射器J2,可调电阻R3可以改变其发射功率。信号由红外接收器J3接收,经过运算放大器741的反相放大,信号输出给LM567的输入3脚,由于输入的信号是LM567的锁相中心频率,所以LM567的8脚输出由默认的高电平变为低电平。 发光二极管有了电压差,所以信号指示灯亮,证明前方有障碍,同时8脚的信号输出给单片机,由单片机由电平的变化去控制电动机的工作实现避障。以上就是红外传感器的一些工作原理,在设计的过程中需要多读数据手册。

    时间:2020-03-27 关键词: 红外传感器 晶振 运算放大器

  • PCB板上的晶振器件解析

    PCB板上的晶振器件解析

    现在的电路板是基本上都离不开晶振,那么什么是晶振呢?提起晶振,很多电源电子工程师想必都不会陌生。晶振算是电子圈的“C”位玩家,是经常被提起的重要器件,原因在于它无处不在。但是你知道PCB板上的晶振都有哪些吗?本篇文章将带你全面地了解小晶振的大奥秘,快来看看吧。 晶振在电路板上的作用相关重要,如果把整个电路板比如成我们人类,一个人需要正常运行,必须具备大脑,心脏,血液同时工作。而晶振在电路板中的角色就充当着心脏的角色,我们往往看到很多电路板中,一个“巨型黑色”的IC芯片旁边总会有不同频率的晶振“守候”在一旁。这就不难解释为什么说晶振是电路板中的心脏元器件呢?晶振需要正常起振,供IC芯片接收,IC芯片才能工作运行,而IC芯片可想而知就相当于人类的大脑。 为什么宁可选择超小型化的贴片晶振,也始终没有人设计将IC芯片和晶振合并,这样将会更大程度减小电路板的空间。答案也不难解释,如若电路板中的晶振发生损坏,可以在不拆解IC芯片的情况下,直接更换晶振;反之,同时替换芯片和晶振将是多么的复杂繁琐,且增加成本。 晶振分为无源晶振和有源晶振,在电路板中,无源晶振需要外部的电容电阻等元器件来助起振;有源晶振内部芯片内置起振芯片,无需外部元器件助起振。所以从图中,可以看到晶振外部密密麻麻的贴着众多的电容电阻等元器件,可想而知图中的贴片晶振则为无源晶振。 上图是一块蓝牙模块的参考图,12MHZ,24MHZ,26MHZ,32MHZ都是蓝牙模块中会应用到的频点。众多通讯设备,GPS等26M晶振应用最为广泛。原来小小个被赋予如此重要的角色竟是电路板中的心脏元器件—晶振。 我们都知道,晶振在电子产品中的使用率达到80%,然而晶振是一种频率元器件,因此不同频率的晶振,在电路板中的功效也是大不相同。要说晶振频率有多少种,我们无法义正言辞的告诉大家,晶振厂家永远都能满足大家对晶振频率的需求。一个新的晶振频率需要反反复复的测试和检验,才能正式交货。 可以用功能强大,和非常神秘来形容我们的晶振,因为你永远也不能明确晶振的作用到底是什么,只有在不同的平台,不同的频率,才会得知较终晶振的功能。我们身边的电脑周边电子产品用到的晶振数量也是非常可观的,从电脑主板,音响,键盘,鼠标,显示器等都有晶振的运用。 1.主机主板使用晶振频率 电脑主板常用的晶振封装在这个晶振小型化趋势的时代并没有得到太大的改变,没有人要求电脑主板超轻薄超小型化,因此49/SMD晶振依然是电脑主板较佳的选择,在满足自动贴片机焊接的便捷之时,与当今超小型化的3225晶振,3225晶振相比,电脑主板对49SMD晶振选择的成本也是得到稳稳的控制。14.318MHZ、24.576、25MHZ、27MHZ晶振是电脑主板常用的晶振频率,匹配一款RTC时钟晶振32.768K,通常电脑主板使用的晶振不超过2-3颗,给时钟提供信号的32.768K晶振是必不可少的。 2.显示器使用晶振频率 显示器也内置晶振,且对晶振的精度要求非常严格,如若晶振的频率偏差过大,会直接造成显示器无法开机被正常点亮,常用的晶振频率包括8M/14.31818MHZ、12.000MHZ、24.000MHZ、28.224MHZ 3.蓝牙使用晶振频率 16M晶振是蓝牙较常用的频率,蓝牙对晶振封装有着严格的要求,因此使得成本剧增,3225贴片晶振,2520贴片晶振是蓝牙较佳的晶振封装选择,高端蓝牙对对晶振有着超轻薄化的要求,2016贴片晶振,2012贴片晶振也是较适合的。 4.光驱使用晶振频率 如今电脑主机的光驱也被取代,因此光驱常用的晶振频率33.8688MHz,16.9344MHz,18.432MHz中前两者在市场也是少儿见之的。 5.更多电脑周边 无线模块:25M 2.5G/3G/4G:40M,44M,32M,14.7456M 网络传输ADSL:12.288MHz,35.328MHz,50.000MHz 6.总结 任何的电子类产品都需要稳定的频率才能够正常运行,同时,除此电脑周边产品对晶振的应用需求之大以外,晶振也被常用于:智能手机、平板电脑、蓝牙、数码产品、LED显示屏、汽车电子以及高端的航空事业领域。应用于不同的产品要求都有所不同,晶体行业在几年来也在随着各种智能产品的横空出世,不断的发生改变,以满足电子行业的市场需求,从以前的大体积插件转变为如今的超小超薄型贴片晶体。精度越来越小,使产品变得更加稳定。这就是晶振的相关介绍,希望对使用的人有一定参考价值。

    时间:2020-03-24 关键词: 器件 晶振 pcb板

  • 损坏的晶振如何修复?

    损坏的晶振如何修复?

    在生活的各个角落,无处不见晶振的身影,晶振无时无刻不对我们的生活产生影响,例如在电脑主板上晶振就发挥重要的作用。你知道晶振发生故障后,该如何修理吗?本文将为你分析晶振的故障原因,以及如何修理好一个晶振。 诸多的人都会这样问到,电脑主板上的晶振究竟能起到什么作用。一般主板内藏最少2-3个石英晶振,甚至更多。电脑主板中最不可缺少的为圆柱晶振,初接触晶振这行业的人,很是疑惑,不知道这款晶振是做什么来用的。其实圆柱晶振最常规的频点为32.768KHZ,行业中人们通俗称为音叉晶体或表晶。时钟上用到的石英晶振,32.768K是数字电路板上最常见的了,做时钟客户经常选用的音叉晶振。 举个例子:笔记本主板上的晶振起什么作用,是振荡发出的频率吗?晶振全称为晶体振荡器,其作用在于产生原始的时钟频率,这个频率晶振经过频率发生器的放大或缩小后就成了电脑中各种不同的总线频率。 然而电脑主板所用到的石英晶体振荡器又称为有源晶振,根据极性,又可分为无源晶振。 主板中最常规的用到的晶振可归为五类,下面我们一一来道清它们所起到的作用。 1、14.318M晶振为时钟晶振,工作电压为1.1-1.6V。 2、24M晶振为BGA内部VGA部分提供相关工作时钟。 3、24.576M晶振用于音效芯片,工作电压为1.1-2.2V。 4、25M晶振用于网卡部分,为网卡提供工作时钟,也用于Nvidia芯片上电时序中所需的时钟,电压为1.1-2.2V。 5、32.768KHZ晶振为实时晶振,工作电压为1.4V左右,系统时间基准时钟,上电之前为南桥内部提供工作所需时钟。 音叉晶体最常规的晶体3*9mm、3*10mm、3*8mm、2*6mm、1*5mm、1*4mm。 电子产品在目前的趋势发展下,诸多产品都会采用石英晶振,然而选用陶瓷晶振的日益减少。我司针对目前的市场前景,细细研究过,其中原因有以下几点:1、石英晶振的高精准度和耐高温范围要比陶瓷晶振好,而陶瓷晶振精度往往达不到预期的效果,所以濒临的是被后续市场所淘汰掉。2、普通石英插件晶振价格没有以前那么高,实现了优质优价,以低价格优品质站稳市场,并冲击陶瓷晶振市场。 晶振损坏造成的影响 1、14.318M:不起振动,会影响主板上电后全板无复位,起振波形不正常,可能会直接导致主板开机不定时宕机的现象。举个实例:一片经过测试员多次放回的主板,故障原因定为不开机。后经确认,该板开机不稳定,大部分时间能开机,有时不开机,而不开机时全板无复位(14.318M也不起振),更换晶振后恢复正常。{此为晶振工作不稳定}。 2、25M晶振用于NVIDIA电时序时,25M不起振会影响不上电,或上电断电或不开机,单边起振也出现上电断电现象。而25M用于网卡芯片时,不起振则会抓不到网卡,频率异常会出现不连网或网灯不亮等现象。举个实例:一片NF520T的主板,抓不到网卡,测量25M晶振两端,发现有电压无波形,更换晶振后,故障消失。一片七彩虹CN61G 1.5B主板,故障现象为不开机数码卡显FF,进行了两三次维修测量均未发现问题,而此板为短期板,并且换过BGA,音暂时无法修复,放在工位上。在第四次插上电源后断电,后猛然醒悟,量得25M不起振,更换OK。 3、32.768KHZ晶振周期有误,直接会影响主板系统时钟的准确性,会出现时钟走不准的问题,这跟手机时间走不准是一个道理。 对于INTEL、AMD、ATI芯片的主板,32.768KHZ晶振不起振,会导致主板不上电或上电后全板无复位。对于NVIDIA芯片主板,32.768KHZ晶振不起振则会出现跑CF或45(对应的数码卡),数码卡跑FF{有可能会出现I/O(winbond83627)第18脚或21脚两者中有一个无时钟}。举个实例:开机数码卡跑45,量得为32.768KHZ不起振,用二极体分别测量连段晶振对地阻值偏低,并且两者阻值相似,而OK板晶振两端分别为670欧、775欧(维修中没必要记住其阻值,不准确时可参照OK板)。以上就是毁坏的晶振的修复方法,希望对相关行业的从业者有所帮助。

    时间:2020-03-24 关键词: 频率 电路 晶振

  • 恒温晶振与温补晶振介绍,单片机为何需要晶振

    恒温晶振与温补晶振介绍,单片机为何需要晶振

    对于晶振,我们可将其分为有源晶振和无源晶振。但是,你听过恒温晶振与温补晶振吗?你了解这两款不同类型晶振之间的区别吗?而在文章后半部分,小编将为大家介绍为何单片机需要晶振才能正常运行。如果你对提出的两个问题存在一定疑惑,不妨继续往下阅读以寻求你的答案哦。 一、恒温晶振与温补晶振 1.定义 恒温晶体振荡器简称恒温晶振,英文简称为OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator),是利用恒温槽使晶体振荡器中石英晶体谐振器的温度保持恒定,将由周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量削减到最小的晶体振荡器。OCXO是由恒温槽控制电路和振荡器电路构成的。通常人们是利用热敏电阻“电桥“构成的差动串联放大器,来实现温度控制。 温补晶振即温度补偿晶体振荡器(TCXO),是通过附加的温度补偿电路使由周围温度变化产生的振荡频率变化量削减的一种石英晶体振荡器。 温补晶振术语来自石英晶体振荡器的一种补偿方式已达到产品应用方面的精度要求。温补晶振定义是将压电石英晶体原有的物理特性(压电效应下频率随温度成三次曲线变化)通过外围电路逆向改变使得石英晶体原有频率随温度的变化尽可能的变小的一种补偿方式所做的石英晶体振荡器。 恒温晶振 温补晶振 2.工作原理 恒温晶振,由于晶体振荡器的震荡频率会随着温度的变化而变化,故为了保持频率的稳定性,将晶振控制在一个恒定的温度下工作以此来提高晶振的相频特性。 温补晶振,由于晶体振荡器的震荡频率会随着温度的变化而变化,为了抵消温度对晶振频率的影响,控制晶振的谐振电容随温度变化而变化,抵消温度晶体影响提高频率稳定性。 3.测量精度 一般的恒温晶振要比温补晶振频率稳定度高两个数量级以上。如温补晶振一般能达到-7量级,而恒温晶振可达到-9量级。因此恒温晶振一般用于高端测量仪器,如频率计、信号发生器、网络分析仪等。 而温补晶振的开机特性较好。恒温晶振就算采用现在最好的加热元件,也需要一个加温过程。想达到-7量级,怎么也需要5分钟左右,而达-9以上量级甚至需要一天。因此开机即需要工作的设备就不太适合。如武器。 一般的恒温晶振可以做的比温补晶振精度更好。 无论是恒温晶振还是温补晶振无非就是个信号源,为你的设备提供一个时间基准。只要你了解它性能指标你就可以相互代用。 二、单片机为什么需要晶振 首先,单片机能正常工作的必要条件之一就是时钟电路,所以单片机就很需要晶振。 晶振,全称是石英晶体振荡器,是一种高精度和高稳定度的振荡器。通过一定的外接电路来,可以生成频率和峰值稳定的正弦波。而单片机在运行的时候,需要一个脉冲信号,做为自己执行指令的触发信号,可以简单的想象为:单片机收到一个脉冲,就执行一次或多次指令。 单片机工作时,是一条一条地从RoM中取指令,然后一步一步地执行。单片机访问一次存储器的时间,称之为一个机器周期,这是一个时间基准。—个机器周期包括12个时钟周期。如果一个单片机选择了12兆赫兹晶振,它的时钟周期是1/12us,它的一个机器周期是12×(1/12)us,也就是1us。 MCS—51单片机的所有指令中,有一些完成得比较快,只要一个机器周期就行了,有一些完成得比较馒,得要2个机器周期,还有两条指令要4个机器周期才行。为了衡量指令执行时间的长短,又引入一个新的概念:指令周期。所谓指令周期就是指执行一条指令的时间。例如,当需要计算DJNZ指令完成所需要的时间时,首先必须要知道晶振的频率,设所用晶振为12兆赫兹,则一个机器周期就是1us。而DJNZ指令是双周期指令,所以执行一次要2us。如果该指令需要执行500次,正好1000us,也就是1ms。 机器周期不仅对于指令执打有着重要的意义,而且机器周期也是单片机定时器和计数器的时间基准。例如一个单片机选择了12兆赫兹晶振,那么当定时器的数值加1时,实际经过的时间就是1us,这就是单片机的定时原理。 晶振是给单片机提供工作信号脉冲的。这个脉冲就是单片机的工作速度。比如12兆晶振。单片机工作速度就是每秒12兆。单片机内部也有晶振。接外部晶振可以或得更稳定的频率. 以上便是此次小编带来的“晶振”相关内容,通过本文,希望大家对恒温晶振和温补晶振具备一定的认知。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-03-16 关键词: 晶振 指数 恒温晶振 温补晶振

  • 有源晶振介绍,如何辨别有源晶振引脚

    有源晶振介绍,如何辨别有源晶振引脚

    晶振分类很多,如有源晶振、无源晶振等。本文中,小编将对有源晶振加以阐述,并对有源晶振的引脚识别问题进行介绍。如果你想探索更多晶振相关问题,可在本网站进行搜索。如果你对本文即将讲解的内容存在一定兴趣,不妨继续往下阅读哦。 有个点标记的为1脚,按逆时针(管脚向下)分别为2、3、4。 有源晶振通常的用法:一脚悬空,二脚接地,三脚接输出,四脚接电压。 有源晶振不需要DSP的内部振荡器,信号质量好,比较稳定,而且连接方式相对简单(主要是做好电源滤波,通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络,输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可),不需要复杂的配置电路。相对于无源晶体,有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的,需要选择好合适输出电平,灵活性较差,而且价格高。 有源晶振是右石英晶体组成的,石英晶片之所以能当为振荡器使用,是基于它的压电效应:在晶片的两个极上加一电场,会使晶体产生机械变形;在石英晶片上加上交变电压,晶体就会产生机械振动,同时机械变形振动又会产生交变电场,虽然这种交变电场的电压极其微弱,但其振动频率是十分稳定的。当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(由晶片的尺寸和形状决定)相等时,机械振动的幅度将急剧增加,这种现象称为“压电谐振”。 压电谐振状态的建立和维持都必须借助于振荡器电路才能实现。图3是一个串联型振荡器,晶体管T1和T2构成的两级放大器,石英晶体XT与电容C2构成LC电路。在这个电路中,石英晶体相当于一个电感,C2为可变电容器,调节其容量即可使电路进入谐振状态。该振荡器供电电压为5V,输出波形为方波。 在电子学上,通常将含有晶体管元件的电路称作“有源电路”(如有源音箱、有源滤波器等),而仅由阻容元件组成的电路称作“无源电路”。电脑中的晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。无源晶振与有源晶振的英文名称不同,无源晶振为crystal(晶体),而有源晶振则叫做oscillator(振荡器)。无源晶振是有2个引脚的无极性元件,需要借助于时钟电路才能产生振荡信号,自身无法振荡起来,所以“无源晶振”这个说法并不准确;有源晶振有4只引脚,是一个完整的振荡器,其中除了石英晶体外,还有晶体管和阻容元件,因此体积较大。 石英晶体振荡器的频率稳定度可达10^-9/日,甚至10^-11。例如10MHz的振荡器,频率在一日之内的变化一般不大于0.1Hz。因此,完全可以将晶体振荡器视为恒定的基准频率源(石英表、电子表中都是利用石英晶体来做计时的基准频率)。从PC诞生至现在,主板上一直都使用一颗14.318MHz的石英晶体振荡器作为基准频率源。主板上除了这颗14.318MHz的晶振,还能找到一颗频率为32.768MHz的晶振,它被用于实时时钟(RTC)电路中,显示精确的时间和日期。 方形有源晶振引脚分布: 1、正方的,使用DIP-8封装,打点的是1脚。 1-NC; 4-GND; 5-Output; 8-VCC 2、长方的,使用DIP-14封装,打点的是1脚。1-NC; 7-GND; 8-Output; 14-VCC BTW: 1、电源有两种,一种是TTL,只能用5V,一种是HC的,可以3.3V/5V 2、边沿有一个是尖角,三个圆角,尖角的是一脚,和打点一致。 Vcc out NC(点) GND 有源晶振为四角方形或矩形金属盒子,看着标称一面(顶),左下空脚,右下地,左上VCC(5V),右上输出。接上电源可以用示波器看到波形。 以上便是此次小编带来的“晶振”相关内容,通过本文,希望大家对有源晶振以及有源晶振的引脚辨别问题具备一定的了解。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-03-16 关键词: 晶振 有源晶振 指数

  • TI全面认证的CC3235MODx双频带无线模块在贸泽开售

    TI全面认证的CC3235MODx双频带无线模块在贸泽开售

    2019年12月18日–专注于引入新品推动行业创新的电子元器件分销商贸泽电子(Mouser Electronics)即日起开始分销Texas Instruments(TI)的CC3235MODx SimpleLink™双频带无线微控制器模块。CC3235MODx模块通过了CC、ISED/IC、ETSI/CE和MIC认证,在一个芯片内集成了高性能应用处理器、网络处理器、加密引擎,并具有丰富的外设,是物联网(IoT)、楼宇自动化、安防与医疗保健应用的理想之选。TI CC3235MODx SimpleLink系列模块集成了40-MHz晶振、32.768-kHz RTC时钟、SPI串行闪存、RF滤波器、双工器和无源元件,以及运行所有Wi-Fi和互联网逻辑层的网络处理器。此网络处理器子系统包括802.11a/b/g/n双频带2.4GHz和5GHz无线电、基带和具备强大硬件加密引擎的MAC,接替了主机微控制器的所有功能。CC3235MODx的新功能可简化物联网应用的连接操作,这些功能包括802.11a/n 5GHz支持、2.4GHz频带无线电(例如Bluetooth®低功耗)共存功能、天线选择、通过FIPS 140-2 Level 1认证的增强安全性、多达16个共存的安全TCP/IP套接字,以及证书签名请求(CSR)。CC3235MODx模块现有两个版本:CC3235MODS和CC3235MODSF。CC3235MODS集成了Arm® Cortex®-M4微控制器、256KB应用RAM、IoT网络安全性和器件标识/密钥。CC3235MODSF以CC3235MODS为基础,不仅拥有256KB RAM,还增加了用户专用的1MB可执行闪存。两个版本均提供了微控制器级安全功能,例如文件系统加密、用户IP(微控制器影像)加密、安全引导以及调试安全性。CC3235MODx模块还有配套的TI CC3235MODSF LaunchPad™开发套件。此套件包含CC3235MODSF模块以及一系列可加速开发的开箱即用传感器,还可使用XDS-110实现板载仿真功能。电路板上的40引脚LaunchPad引脚配置可让设计人员集成BoosterPack™生态系统的附加板。工程师可直接将电路板连接至PC,以搭配Code Composer Studio™集成开发环境(IDE)云端和IAR Embedded Workbench等开发工具使用。

    时间:2019-12-18 关键词: TI 微控制器 晶振

  • 单片机与晶振有什么关系

    单片机与晶振有什么关系

    在初学单片机的时候,总是伴随很多有关于晶振的问题,其实晶振就是如同人的心脏,是血液的脉搏,把单片机的晶振问题搞明白了,51单片机的其他问题迎刃而解…… 什么是晶振 晶振一般叫做晶体谐振器,是一种机电器件,是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。 晶振,全称是石英晶体振荡器,是一种高精度和高稳定度的振荡器。通过一定的外接电路来,可以生成频率和峰值稳定的正弦波。而单片机在运行的时候,需要一个脉冲信号,做为自己执行指令的触发信号,可以简单的想象为:单片机收到一个脉冲,就执行一次或多次指令。 对于单片机来说晶振是很重要的,可以说是没有晶振就没有时钟周期,没有时钟周期就无法执行程序代码,那样的话单片机就无法工作。 晶振与单片机周期   单片机工作时,是一条一条地从RoM中取指令,然后一步一步地执行。单片机访问一次存储器的时间,称之为一个机器周期,这是一个时间基准。—个机器周期包括12个时钟周期。如果一个单片机选择了12MHZ晶振,它的时钟周期是1/12us,也是一个晶振周期。它的一个机器周期是12×(1/12)us,也就是1us。  机器周期不仅对于指令执行有着重要的意义,而且机器周期也是单片机定时器和计数器的时间基准。例如一个单片机选择了12MHZ晶振,那么当定时器的数值加1时,实际经过的时间就是1us,这就是单片机的定时原理。 单片机晶振的作用 单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振,而通过电子调整频率的方法保持同步。 晶振通常与锁相环电路配合使用,以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号,可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。 在通常工作条件下,普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率,称为压控振荡器(VCO)。晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定,精确的单频振荡。 指令周期   指令周期是执行一条指令所需要的时间,一般由若干个机器周期组成。指令不同,所需的机器周期数也不同。对于一些简单的的单字节指令,在取指令周期中,指令取出到指令寄存器后,立即译码执行,不再需要其它的机器周期。对于一些比较复杂的指令,例如转移指令、乘法指令,则需要两个或者两个以上的机器周期。通常含一个 机器周期的指令称为单周期指令,包含两个机器周期的指令称为双周期指令。简单地说,没有晶振,就没有时钟周期,没有时钟周期,就无法执行程序代码,单片机就无法工作。 机器周期不仅对于指令执打有着重要的意义,而且机器周期也是单片机定时器和计数器的时间基准。例如一个单片机选择了12兆赫兹晶振,那么当定时器的数值加1时,实际经过的时间就是1us,这就是单片机的定时原理。 晶振是给单片机提供工作信号脉冲的。这个脉冲就是单片机的工作速度。比如12兆晶振。单片机工作速度就是每秒12兆。单片机内部也有晶振。接外部晶振可以或得更稳定的频率. 另外,在此提一句:晶振与晶体是不一样的。 晶振与晶体的区别 1) 晶振是有源晶振的简称,又叫振荡器。英文名称是oscillator。晶体则是无源晶振的简称,也叫谐振器。英文名称是crystal. 2) 无源晶振(晶体)一般是直插两个脚的无极性元件,需要借助时钟电路才能产生振荡信号。常见的有49U、49S封装。 3) 有源晶振(晶振)一般是表贴四个脚的封装,内部有时钟电路,只需供电便可产生振荡信号。一般分7050、5032、3225、2520几种封装形式。 在进行单片机设计的时候,选择合适的晶振也是很重要的。器件选型时一般都要留出一些余量,以保证产品的可靠性。选用较高档的器件可以进一步降低失效概率,带来潜在的效益,这一点在比较产品价格的时候也要考虑到。要使振荡器的“整体性能”趋于平衡、合理,这就需要权衡诸如稳定度、工作温度范围、晶体老化效应、相位噪声、成本等多方面因素,这里的成本不仅仅包含器件的价格,而且包含产品全寿命的使用成本。

    时间:2019-11-26 关键词: 单片机 晶振

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