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Macrobizes的XM53-15P10FE20-XM53-T12.8M石英晶體單位的解釋

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Macrobizes的XM53-15P10FE20-XM53-T12.8M石英晶體單位的解釋

1,等效電路

晶體單元的振動實(shí)際上是機(jī)械振動。然而,如果晶體單元的行為是電轉(zhuǎn)換的,則它可以用二端網(wǎng)絡(luò)來表示。由L1、C1和R1組成的串聯(lián)電路與彈性振動有關(guān),而與串聯(lián)臂并聯(lián)的C0元件則是一個電容,電容由石英晶振晶體片的電介質(zhì)構(gòu)成。電阻R1是晶體單元在串聯(lián)諧振頻率下的諧振電阻。(見圖1 .)

Macrobizes Explanation of crystal units

2,頻率-溫度

AT切割的特性目前最常用的AT切割晶體單元的頻率-溫度特性由三次曲線表示。(見圖2)以在給定工作溫度范圍內(nèi)獲得所需頻率容差的角度切割晶片。然而,實(shí)際上,由于連續(xù)過程中切割和拋光精度的結(jié)果,表觀切割角可能存在一些差異。因此,有必要提高加工精度。

Macrobizes Explanation of crystal units-1

3,級驅(qū)動

由于晶體單元執(zhí)行機(jī)械振動,過多的振動可能導(dǎo)致不穩(wěn)定的振蕩頻率,并在最壞的情況下最終導(dǎo)致破壞。設(shè)計(jì)振蕩電路時,應(yīng)檢查驅(qū)動水平,以便使用低于本公司規(guī)定水平的振蕩器。圖3示出了確認(rèn)駕駛水平的示例方法。該方法采用電流探針來測量石英晶體振蕩器電流。在這種情況下,驅(qū)動級別如下:

Macrobizes Explanation of crystal units-2

4,負(fù)載電容

當(dāng)在振蕩電路中使用時,負(fù)載電容CL是決定晶體單元“條件”的一個因素。在普通振蕩電路中,晶體單元在用作感抗的范圍內(nèi)使用。在這種用法中,振蕩電路作為容抗工作。換句話說,當(dāng)從晶體單元的兩端觀察振蕩電路時,振蕩電路可以表示為負(fù)電阻-R和電容CL的串聯(lián)電路。當(dāng)時這個電容稱為負(fù)載電容。負(fù)載電容和振蕩頻率之間的關(guān)系不是線性的。當(dāng)負(fù)載電容小時,頻率變化量大,當(dāng)負(fù)載電容增加時,頻率變化降低。如果振蕩電路中的負(fù)載電容減小以確保振蕩頻率的較大容差,則即使電路中的微小變化也會極大地影響頻率穩(wěn)定性。負(fù)載電容可以是任何值,但10~30pF更好。

5,晶體振蕩電路的等效電路

當(dāng)晶體單元作為振蕩電路中的感抗被激活時,貼片晶振晶體單元和振蕩電路之間的關(guān)系如圖4所示。為了改善振蕩電路的啟動條件,最好增加振蕩電路的參數(shù)負(fù)電阻-R的值。如果負(fù)電阻容差不大(負(fù)電阻較小)的電路與具有較大諧振電阻的晶體單元組合在一起,啟動條件會變得更糟。振蕩電路應(yīng)設(shè)計(jì)成負(fù)電阻值是諧振電阻的5到10倍。負(fù)載電容的中心值(用于確定振蕩頻率的絕對值)和可變范圍(振蕩頻率的微調(diào)范圍)也必須保持在振蕩電路中的最佳值。

Macrobizes Explanation of crystal units-3

6,振蕩電路

下面介紹由晶體單元組成的典型振蕩電路。例如,使用的元素常數(shù)。

Macrobizes Explanation of crystal units-4
(1)晶體單元被設(shè)計(jì)為具有100 W及以下的較低驅(qū)動限制水平。使用前,應(yīng)在實(shí)際安裝電路中檢查晶體電流。(參見圖3 .)
必須檢查電路的負(fù)電阻。根據(jù)圖6可以確認(rèn)負(fù)電阻。負(fù)電阻的目標(biāo)是諧振電阻的5倍或更多倍。
(3)當(dāng)用于C-MOS振蕩電路時,電路圖中的Rd是不可或缺的。(見圖5)。如果連接了該Rd,驅(qū)動水平將保持在規(guī)定值內(nèi),并且可以獲得穩(wěn)定的振蕩頻率。
(4)Cg和Cd應(yīng)在10?30pF。如果Cg和Cd在10pF以下或30pF以上使用,進(jìn)口晶振,振蕩可能很容易受到電路性能的影響,驅(qū)動電平可能會增加,或者負(fù)電阻可能會降低,從而無法保持穩(wěn)定的振蕩。
(5)晶體振蕩電路的布局應(yīng)盡可能短。應(yīng)該減少電路和接地圖案之間的雜散電容。應(yīng)該避免晶體振蕩電路圖案與其他電路圖案交叉。
(6)如果使用的電路、IC類型和IC制造商不同,應(yīng)確認(rèn)頻率、驅(qū)動水平和負(fù)電阻。
*泛音振蕩電路需要額外咨詢

Macrobizes Explanation of crystal units-5

7,晶體單元應(yīng)用的注意事項(xiàng):

(1)當(dāng)在運(yùn)輸或電路板安裝時施加超過規(guī)定的過度沖擊和振動時,晶體元件有可能斷裂。當(dāng)一個沖擊超過規(guī)定時,一定要做特性確認(rèn),增加一個振動。
(2)超聲波清洗可能導(dǎo)致晶體單元退化。
(3)在引線類型的情況下,將其留在引線基礎(chǔ)上并彎曲0.5或更多。
(4)極端電路板的變形有時會導(dǎo)致圖案脫落、端子和電極脫落、焊料裂紋。在特殊安裝后分割電路板時,請小心將其安裝在電路板曲線明顯出現(xiàn)的位置。
(5)盡可能選擇震動小的型號,當(dāng)您使用自動裝載機(jī)時,請?zhí)崆按_認(rèn)后使用。
(6)與JC-49/U系列相比,小晶體單元(HC-49U/S、HC-49USM、UM-1、SMD)的驅(qū)動極限水平較低,為100 w及以下。因此,在使用之前,應(yīng)該在實(shí)際安裝電路中檢查晶體電流。
必須檢查電路的負(fù)電阻。根據(jù)圖6,負(fù)電阻的確認(rèn)是可能的,負(fù)電阻的目標(biāo)約為諧振電阻的5倍。
(8)在C-MOS振蕩電路中使用時,石英晶體振蕩器,電路圖中的Rd不可或缺(見圖5)。如果該Rd達(dá)到要求,驅(qū)動水平將保持在規(guī)定值范圍內(nèi),并且可以獲得穩(wěn)定的振蕩頻率。
(10)Cg和Cd應(yīng)在10~30pF范圍內(nèi)使用,如果Cg和Cd在10pF以下或20pF以上使用,振蕩很容易受到電路性能的影響,驅(qū)動水平可能會增加,或者負(fù)電阻可能會降低,從而無法保持穩(wěn)定振蕩。
晶體振蕩電路的布局應(yīng)盡可能短。
應(yīng)該減少電路和接地圖案之間的雜散電容。
應(yīng)避免晶體振蕩電路圖案與其他電路圖案交叉。
(11)如果使用的電路是IC類型,并且IC制造商不同,則應(yīng)確認(rèn)頻率、驅(qū)動水平和負(fù)電阻。
一個以上的振蕩電路需要額外的咨詢。


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