推薦 | 晶體振蕩器的讀法及選用要求

一、晶振常用讀法

晶振在電路中用“X”、“Y”或者“Z”來(lái)表示。通常分為有源晶振和無(wú)源晶振兩個(gè)大類(lèi)，無(wú)源晶振需要芯片內(nèi)部有振蕩器，而且晶振的信號(hào)電壓是根據(jù)起振電路而定，允許不同的電壓，但無(wú)源晶振通常信號(hào)質(zhì)量和精度較差，需要精確匹配外圍電路（電感、電容、電阻等），如需更換晶振時(shí)要同時(shí)更換外圍的電路。有源晶振不需要芯片的內(nèi)部振蕩器，可以提供高精度的頻率基準(zhǔn)，可是有源晶振的缺陷的信號(hào)是固定的，而有源晶振的信號(hào)質(zhì)量比無(wú)源晶振要好。

每種芯片的手冊(cè)上都會(huì)提供外部晶振輸入的標(biāo)準(zhǔn)電路，會(huì)表明芯片的最高可使用頻率等參數(shù)，在設(shè)計(jì)電路時(shí)要掌握。與計(jì)算機(jī)用CPU不同，單片機(jī)現(xiàn)在所能接收的晶振頻率相對(duì)較低，但對(duì)于一般控制電路來(lái)說(shuō)足夠了。另外說(shuō)明一點(diǎn)，可能有些初學(xué)者會(huì)對(duì)晶振的頻率感到奇怪，12M、24M之類(lèi)的晶振較好理解，選用如11.0592MHZ的晶振給人一種奇怪的感覺(jué)，這個(gè)問(wèn)題解釋起來(lái)比較麻煩，如果初學(xué)者在練習(xí)串口編程的時(shí)候就會(huì)對(duì)此有所理解，這種晶振主要是可以方便和精確的設(shè)計(jì)串口或其它異步通訊時(shí)的波特率。晶振在MPN電路中常用于：時(shí)鐘晶振（MP3）、實(shí)時(shí)晶振（MP4）、功放晶振、調(diào)頻晶振，MPN常用晶振有： 6M、12M、24M、24.576M、27M等

插件的目前有兩種頻率單位，一個(gè)是MHZ讀兆赫茲，還是一個(gè)KHZ讀千赫茲。HZ就是赫茲的意思。

二、晶振應(yīng)用簡(jiǎn)介

晶體振蕩器被廣泛應(yīng)用到軍、民用通信電臺(tái)，微波通信設(shè)備，程控電話交換機(jī)，無(wú)線電綜合測(cè)試儀，BP機(jī)、移動(dòng)電話發(fā)射臺(tái)，高檔頻率計(jì)數(shù)器、GPS、衛(wèi)星通信、遙控移動(dòng)設(shè)備等。它有多種封裝，特點(diǎn)是電氣性能規(guī)范多種多樣。
它有好幾種不同的類(lèi)型：電壓控制晶體振蕩器（VCXO）、溫度補(bǔ)償晶體振蕩器（TCXO）、恒溫晶體振蕩器（OCXO），以及數(shù)字補(bǔ)償晶體振蕩器（MCXO或DTCXO），每種類(lèi)型都有自己的獨(dú)特性能。如果您需要使您的設(shè)備即開(kāi)即用，您就必須選用VCXO或溫補(bǔ)晶振，如果要求穩(wěn)定度在0.5ppm以上，則需選擇數(shù)字溫補(bǔ)晶振（MCXO）。模擬溫補(bǔ)晶振適用于穩(wěn)定度要求在5ppm～0.5ppm之間的需求。

VCXO只適合于穩(wěn)定度要求在5ppm以下的產(chǎn)品。在不需要即開(kāi)即用的環(huán)境下，如果需要信號(hào)穩(wěn)定度超過(guò)0.1ppm的，可選用OCXO。

三、晶振選用指南

頻率穩(wěn)定性的考慮

石英晶體振蕩器的主要特性是工作溫度內(nèi)的穩(wěn)定性，穩(wěn)定性越高，溫度范圍越寬，晶體振蕩器的價(jià)格越貴。若是頻率穩(wěn)定度的要求在±20PPM或更多應(yīng)用，可考慮選用普通的晶體振蕩器或者無(wú)補(bǔ)償?shù)木w振蕩器。對(duì)于穩(wěn)定度要求較高的如±1~±20PPM的首選考慮溫補(bǔ)晶振TCXO。對(duì)于更高要求如±1ppm的穩(wěn)定度首選考濾恒溫晶振OCXO。

輸出

石英晶體振蕩器選型考慮的其他特性輸出模式。現(xiàn)有HCMOS/TTL兼容、ACMAOS兼容、ECL和正弦波輸出等輸出模式，每種輸出模式都有它的獨(dú)特性和應(yīng)用場(chǎng)景。認(rèn)為關(guān)注三態(tài)或互補(bǔ)輸出的要求，對(duì)稱(chēng)性、上升和下降時(shí)間以及邏輯電平對(duì)某些應(yīng)用來(lái)說(shuō)作出規(guī)定。

相位噪聲和抖動(dòng)

需要密切注意晶體振蕩器的抖動(dòng)和相位噪聲特性，通常以微微秒表示的抖動(dòng)可以有效值或峰峰值。如通信網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸、ATM和SONET等都有嚴(yán)格抖動(dòng)指標(biāo)要求。

電源和負(fù)載的影響

振蕩器的頻率穩(wěn)定性亦受到振蕩器電源電壓變動(dòng)以及振蕩器負(fù)載變動(dòng)的影響。正確選擇振蕩器可將這些影響減到最少。

封裝

未來(lái)電子元器件會(huì)逐漸向小型化的趨勢(shì)發(fā)展。封裝較小的表貼電子元器件相對(duì)于比較大型的電子元器件更昂貴。

工作環(huán)境

考慮外界條件如工作時(shí)溫度要求、濕度要求等要求，提前與供應(yīng)商咨詢客觀條件下電子元器件應(yīng)用場(chǎng)景的溫度要求。

檢測(cè)

對(duì)于晶振的檢測(cè)，通常僅能用示波器(需要通過(guò)電路板給予加電)或頻率計(jì)實(shí)現(xiàn)。萬(wàn)用表或其它測(cè)試儀等是無(wú)法測(cè)量的。如果沒(méi)有條件或沒(méi)有辦法判斷其好壞時(shí)，那只能采用代換法了，這也是行之有效的。

晶振常見(jiàn)故障相關(guān)

晶振常見(jiàn)的故障有: (a)內(nèi)部漏電; (b)內(nèi)部開(kāi)路; (c)變質(zhì)頻偏; (d)與其相連的外圍電容漏電。從這些故障看，使用萬(wàn)用表的高阻檔和測(cè)試儀的VI曲線功能應(yīng)能檢查出(C) (D)項(xiàng)的故障，但這將取決于它的損壞程度。