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晶振原理及作用讲解,湖南科瑞特科技股分有限公司www.create.cc,概述,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）。,分类,1.无源晶振无源晶体需要芯片内部有振荡器，无源晶体没有电压的问题，信号电平是可变的，也就是说是根据起振电路来决定的，同样的晶体可以适用于多种电压，而且价格通常也较低，因此对于一般的应用如果条件许可建议用无源晶振。无源晶振缺陷是信号质量较差，通常需要精确匹配外围电路（信号匹配的电容、电感、电阻等），更换不同频率的晶振时周边配置电路需要做相应的调整。,分类,2.有源晶振有源晶振不需要芯片内部有振荡器，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。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。相对于无源晶振，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。对于时序要求敏感的应用，个人认为还是有源的晶振好，因为可以选用比较精密的晶振，甚至是高档的温度补偿晶振。,分类,按晶振的功能和实现技术的不同，可以将晶振分为以下四类：1.恒温晶体振荡器(简称OCXO)2.温度补偿晶体振荡器(简称TCXO)3.普通晶体振荡器(简称SPXO)4.压控晶体振荡器(简称VCXO),晶振等效电路,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C0，它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关，一般约几个PF到几十PF。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mH到几百mH。晶片的弹性可用电容C来等效，C的值很小，一般只有0.00020.1pF。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。,无源晶振电路中如何选择负载电容,1.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,负载电容值越低越好。C值偏大虽有利于振荡器的稳定,但将会增加起振时间。3.应使输出电容值大于输入值,这样可使上电时,加快晶振起振。一般而言约是数PF到数十PF,依频率和石英晶体的特性而定.,
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