對于單片機來說晶振是很重要的,可以說是沒有晶振就沒有時鐘周期,沒有時鐘周期就無法執(zhí)行程序代碼,那樣的話單片機就無法工作。接下來了解一下單片機晶振的電路原理及作用。晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振,便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振,而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用,以提供系統(tǒng)所需的時鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時鐘信號,可以用與同一個晶振相連的不同鎖相環(huán)來提供。對于單片機來說晶振是很重要的,可以說是沒有晶振就沒有時鐘周期。南京石英晶振直銷
三極管VT與R1、R2、R3、R4構(gòu)成放大電路;C3為交流旁路電容,對交流信號相當(dāng)于短路;X1為石英晶體,在電路中相當(dāng)于電感。從交流等效圖可以看出,該電路是一個電容三點式振蕩器,C1、C2、X1構(gòu)成選頻電路,其選頻頻率主要由X1決定,頻率接近fp。串聯(lián)型晶振采用了兩級放大電路,石英晶體X1除了構(gòu)成反饋電路外,還具有選頻功能,其選頻頻率f0=fs,電位器RP1用來調(diào)節(jié)反饋信號的幅度。石英晶振分為非溫度補償式晶振、溫度補償式晶振(TCXO)、電壓控制晶振(VCXO)、恒溫控制式晶振(OCXO)和數(shù)字化/μp補償式晶振(DCXO/MCXO)等幾種類型。上海1210晶振廠家直銷石英晶振震動穩(wěn)定、耗電少、而且使用壽命長。
晶振普遍由石英材質(zhì)或者陶瓷材質(zhì)加上內(nèi)部的芯片組合而成,而晶振的頻率大小取決于芯片的厚度影響。首先,在制作工藝來講,芯片大小以及芯片厚薄與晶振的頻率密切相關(guān),一般來講,石英晶振的頻率越高,需要的石英芯片越薄。比如40MHz的石英晶體所需的芯片厚度是41.75微米,這樣的厚度還算可以做到,但100MHz的石英晶體,所需的芯片厚度則是16.7微米。即使厚度可做到但損耗非常高,制成成品后輕輕一跌芯片就碎裂。所以一般在高頻的晶體就要采用三次泛音、五次泛音、七次泛音的技術(shù)來達到了。
每個單片機系統(tǒng)里都有晶振,全程是叫晶振,在單片機系統(tǒng)里晶振的作用非常大,他結(jié)合單片機內(nèi)部的電路,產(chǎn)生單片機所必須的時鐘頻率,單片機的一切指令的執(zhí)行都是建立在這個基礎(chǔ)上的,晶振的提供的時鐘頻率越高,那單片機的運行速度也就越快。晶振用一種能把電能和機械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作,以提供穩(wěn)定,精確的單頻振蕩。在通常工作條件下,普通的晶振頻率的精度可達百萬分之五十。高級的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率,稱為壓控振蕩器(VCO)。由于在電腦中的晶振頻率普遍都比較高,環(huán)境溫度又相對較高,所以晶振的故障率并不是很低。
晶振(Oscillator)是不需要電容的,晶體(Crystal)才需要電容。晶振的實際頻率和標(biāo)稱頻率之間的關(guān)系:Fx = F0(1+C1/(C0+CL))^(1/2);而 CL = Cg*Cd/(Cg+Cd)+Cs;其中Cs為雜散電容,Cg和Cd為我們外部加的兩個電容,通常大家取值相等,它們對串聯(lián)起來加上雜散電容即為晶振的負載電容CL。具體公式不用細想,我們可以從中得知負載電容的減小可以使實際頻率Fx變大,我們可以改變的只有Cg和Cd,通過初步的計算發(fā)現(xiàn)CL改變1pF,F(xiàn)x可以改變幾百Hz。原有電路使用的是33pF的兩個電容,則并聯(lián)起來是16.5pF,我們的貼片電容只有27pF、33pF、39pF。所以我們選用了27pF和39pF并聯(lián),則電容為15.95pF。電容焊好后,測量比原來大了200多赫茲,落在了設(shè)計范圍內(nèi)。在晶振中采用一個特殊的元件——石英晶體,可以產(chǎn)生高度穩(wěn)定的信號。杭州32.768khz晶振廠家推薦
石英晶振的應(yīng)用范圍是非常廣的,它質(zhì)量等級、頻率精度也是差別很大的。南京石英晶振直銷
晶振一般采用電容三端式(考畢茲) 交流等效振蕩電路;實際的晶振交流等效電路如圖1b,其中Cv是用來調(diào)節(jié)振蕩頻率,一般用變?nèi)荻O管加上不同的反偏電壓來實現(xiàn),這也是壓控作用的機理;把晶體的等效電路代替晶體后如圖1c。其中Co,C1,L1,RR是晶體的等效電路。分析整個振蕩槽路可知,利用Cv來改變頻率是有限的:決定振蕩頻率的整個槽路電容C=Cbe,Cce,Cv三個電容串聯(lián)后和Co并聯(lián)再和C1串聯(lián)??梢钥闯觯篊1越小,Co越大,Cv變化時對整個槽路電容的作用就越小。因而能“壓控”的頻率范圍也越小。南京石英晶振直銷