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石英晶体谐振器的稳频条件

石英晶体谐振器的稳频条件

2019-12-25 08:49:19


石英晶体谐振器的频率稳定度与以下三方面有关:负载电容、激励电平和频率温度特性。


负载电容

石英谐振器一般作为电感组件在振荡电路中起稳频作用,而电路的其它组件均可等效为一个负载电容与石英谐振器的等效参数及频率稳定度带来影响。


石英晶振元件两脚向振荡电路方向看进去的所有有效电容,就是该振荡电路加给石英晶振的负载电容。负载电容同石英晶振共同决定电路的工作频率。


通过调整负载电容,就可以将振荡电路的工作频率调整到标称值。负载电容选用要合理,电容太大时,杂散电容影响减小,但微调率下降; 容值太小时,微调率增加,但杂散电容影响增加、负载谐振电阻增加, 甚至起振困难。


石英晶体谐振器.png


激励电平

一般取70 -100uA 为佳,用激励功率表示时,一般取1 -100uW 为佳。激励电平的大小直接影响石英谐振器的性能,所以电路设计者一定要严格控制石英谐振器在规定的激励电平下工作,以便充分发挥石英谐振器的特点。


一般来讲,激励电平偏小对于长稳有利,激励电平稍大对于短稳有利。但是激励电平太大,石英片振动强,振动区域温度升高,石英片内产生温度梯度,会使频率稳定度降低;激励电平过大,由于机械形变超过弹性限度而引起的晶格位移,使频率产生的变化,甚至有时会把石英片振坏;激励电平过大,会使等效电阻增加,Q 值下降,电阻温度特性和频率温度特性变得不规则;激励电平过大,容易激起寄生振动,同时还会使老化变大。


当然,激励电平过低也会使信噪比变小而影响短期稳定度,激励电平太低,谐振器不易起振,影响工作的稳定和可靠性。所以谐振器使用应根据不同的要求严格控制激励电平,更不能为了增大输出而随意提高激励电平。


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