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更多>>康比電子教您看懂【晶振】的振蕩原理
來源：http://www.jqhs.com.cn 作者：康比電子市場部 2016年03月18
【晶振】全稱為晶體石英晶體振蕩器（英文Crystal Oscillators）,其作用在于產生原始的時鐘頻率,這個頻率經過頻率發生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率.晶振分為無源晶振和有源晶振兩種類型.無源晶振與有源晶振（諧振器）的英文名稱不同,無源晶振為crystal（晶體）,而有源晶振則叫做oscillator（振蕩器）.無源晶振需要借助于時鐘電路才能產生振蕩信號,自身無法振蕩起來,所以“無源晶振”這個說法并不準確；有源晶振是一個完整的諧振石英晶體振蕩器.石英晶體振蕩器與石英晶體諧振器都是提供穩定電路頻率的一種電子器件.石英晶體振蕩器是利用石英晶體的壓電效應來起振,而石英晶體諧振器是利用石英晶體和內置IC共同作用來工作的.
晶振有一個重要的參數,那就是負載電容值,選擇與負載電容值相等的并聯電容,就可以得到晶振標稱的諧振頻率.一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振,再有兩個電容分別接到晶振的兩端,每個電容的另一端再接到地,這兩個電容串聯的容量值就應該等于負載電容,請注意一般IC的引腳都有等效輸入電容,這個不能忽略.一般的晶振的負載電容為15pf或12.5pf,如果再考慮元件引腳的等效輸入電容,則兩個22pf的電容構成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇.
計算機都有個計時電路,盡管一般使用“時鐘”這個詞來表示這些設備,但它們實際上并不是通常意義的時鐘,把它們稱為計時器(timer)可能更恰當一點.計算機的計時器通常是一個精密加工過的石英晶振,石英晶振在其張力限度內以一定的頻率振蕩,這種頻率取決于晶體本身如何切割及其受到張力的大小.有兩個寄存器與每個石英晶體相關聯,一個計數器(counter)和一個保持寄存器(holdingregister).石英晶體的每次振蕩使計數器減1.當計數器減為0時,產生一個中斷,計數器從保持計數器中重新裝入初始值.這種方法使得對一個計時器進行編程,令其每秒產生60次中斷(或者以任何其它希望的頻率產生中斷)成為可能.每次中斷稱為一個時鐘嘀嗒(clocktick).
晶振在電氣上可以等效成一個電容和一個電阻并聯再串聯一個電容的二端網絡,電工學上這個網絡有兩個諧振點,以頻率的高低分其中較低的頻率為串聯諧振,較高的頻率為并聯諧振.由于晶體自身的特性致使這兩個頻率的距離相當的接近,在這個極窄的頻率范圍內,晶振等效為一個電感,所以只要晶振的兩端并聯上合適的電容它就會組成并聯諧振電路.這個并聯諧振電路加到一個負反饋電路中就可以構成正弦波振蕩電路,由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄,所以即使其他元件的參數變化很大,這個石英晶體振蕩器的頻率也不會有很大的變化.
晶振有一個重要的參數,那就是負載電容值,選擇與負載電容值相等的并聯電容,就可以得到晶振標稱的諧振頻率.一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振,再有兩個電容分別接到晶振的兩端,每個電容的另一端再接到地,這兩個電容串聯的容量值就應該等于負載電容,請注意一般IC的引腳都有等效輸入電容,這個不能忽略.一般的晶振的負載電容為15pf或12.5pf,如果再考慮元件引腳的等效輸入電容,則兩個22pf的電容構成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇.
計算機都有個計時電路,盡管一般使用“時鐘”這個詞來表示這些設備,但它們實際上并不是通常意義的時鐘,把它們稱為計時器(timer)可能更恰當一點.計算機的計時器通常是一個精密加工過的石英晶振,石英晶振在其張力限度內以一定的頻率振蕩,這種頻率取決于晶體本身如何切割及其受到張力的大小.有兩個寄存器與每個石英晶體相關聯,一個計數器(counter)和一個保持寄存器(holdingregister).石英晶體的每次振蕩使計數器減1.當計數器減為0時,產生一個中斷,計數器從保持計數器中重新裝入初始值.這種方法使得對一個計時器進行編程,令其每秒產生60次中斷(或者以任何其它希望的頻率產生中斷)成為可能.每次中斷稱為一個時鐘嘀嗒(clocktick).
晶振在電氣上可以等效成一個電容和一個電阻并聯再串聯一個電容的二端網絡,電工學上這個網絡有兩個諧振點,以頻率的高低分其中較低的頻率為串聯諧振,較高的頻率為并聯諧振.由于晶體自身的特性致使這兩個頻率的距離相當的接近,在這個極窄的頻率范圍內,晶振等效為一個電感,所以只要晶振的兩端并聯上合適的電容它就會組成并聯諧振電路.這個并聯諧振電路加到一個負反饋電路中就可以構成正弦波振蕩電路,由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄,所以即使其他元件的參數變化很大,這個石英晶體振蕩器的頻率也不會有很大的變化.
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