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石英晶体振荡子的基础知识(二)

2020.9.28
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

负载共振频率 (fL)
负载共振频率是石英晶体中负载电容串联的共振频率,这一频率比共振频率高。
由于实际值与石英晶体规范中额定值之间的电容差,所以实际和额定振荡频率间存在频差。

也可用下述公式进行计算:

 

拉敏性
上图显示了负载电容变化产生的负载共振频率 (fL) 偏移。
此图中每个点的斜率就是拉敏性。
参见下图。在负载电容为6pF时,拉敏性是-17ppm/pF。 (负载电容变化1pF时,频移为17ppm)

也可用下述公式进行计算:

 

导纳圆
下图是在导纳平面坐标 (电导—电纳) 上绘制的石英晶体共振特征。由于画成了圆形,因此称为导纳圆。
在频率低于共振频率时,导纳靠近原点。
在频率增加时,导纳按顺时针方向画圆。

 

振荡裕量/负阻分析
即振荡停止的裕量,这也是振荡电路中最重要的术语。
振荡裕量取决于组成振荡电路的元件 (石英晶体、MCU、电容器以及电阻器) 。
村田推荐维持5倍或更大的振荡裕量。
详细内容请参阅“振荡裕量说明”。

负阻 (-R)
负阻是用阻抗表示的振荡电路信号放大能力。
由于其作用与电阻相反,所以是负值。
负阻绝对值小说明振荡电路的放大能力低。
振荡电路中的负阻取决于CMOS逆变器的特性、反馈电阻、阻尼电阻和外部负载电容。

 

驱动功率
驱动功率是指振荡电路中石英晶体的功耗。
它不仅取决于石英晶体的等效串联电阻,还取决于组成振荡电路的元件 (MCU、电容和电阻) 。
在驱动功率超额时,频率—时间性能会出现不正常特性。在设计振荡电路时,最好检查一下驱动功率。


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