东莞做网站多少钱,网站头部代码,黑色星期五wordpress,重庆建设工程信息网官网二级建造师注册信息查询晶振在单片机中是必不可少的元器件#xff0c;只要用到CPU的地方就必定有晶振的存在#xff0c;那么晶振是如何工作的呢#xff1f;
什么是晶振 晶振一般指晶体振荡器#xff0c;晶体振荡器是指从一块石英晶体上按一定方位角切下的薄片#xff0c;简称为晶片。 石英晶体谐…晶振在单片机中是必不可少的元器件只要用到CPU的地方就必定有晶振的存在那么晶振是如何工作的呢
什么是晶振 晶振一般指晶体振荡器晶体振荡器是指从一块石英晶体上按一定方位角切下的薄片简称为晶片。 石英晶体谐振器简称为石英晶振Crystal oscillator如下图椭圆物体。 而在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器。其产品一般用金属外壳封装也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。
晶振工作原理 石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应制成的一种谐振器件它的基本构成大致是从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片在它的两个对应面上涂敷银层作为电极在每个电极上各焊一根引线接到管脚上再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。 若在石英晶体的两个电极上加一电场晶片就会产生机械变形。反之若在晶片的两侧施加机械压力则在晶片相应的方向上将产生电场这种物理现象称为压电效应。 如果在晶片的两极上加交变电压晶片就会产生机械振动同时晶片的机械振动又会产生交变电场。 在一般情况下晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小但当外加交变电压的频率为某一特定值时振幅明显加大比其他频率下的振幅大得多这种现象称为压电谐振它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。 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C它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关一般约几个皮法到几十皮法。当晶体振荡时机械振动的惯性可用电感L来等效。 一般L的值为几十豪亨到几百豪亨。晶片的弹性可用电容C来等效C的值很小一般只有0.00020.1皮法。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欧。 由于晶片的等效电感很大而C很小R也小因此回路的品质因数Q很大可达100010000。加上晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关而且可以做得精确因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定度。 计算机都有个计时电路尽管一般使用“时钟”这个词来表示这些设备但它们实际上并不是通常意义的时钟把它们称为计时器可能更恰当一点。 计算机的计时器通常是一个精密加工过的石英晶体石英晶体在其张力限度内以一定的频率振荡这种频率取决于晶体本身如何切割及其受到张力的大小。有两个寄存器与每个石英晶体相关联一个计数器和一个保持寄存器。 石英晶体的每次振荡使计数器减1。当计数器减为0时产生一个中断计数器从保持寄存器中重新装入初始值。这种方法使得对一个计时器进行编程令其每秒产生60次中断或者以任何其它希望的频率产生中断成为可能。每次中断称为一个时钟嘀嗒。
晶振在电气上可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络电工学上这个网络有两个谐振点以频率的高低分其中较低的频率为串联谐振较高的频率为并联谐振。 由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近在这个极窄的频率范围内晶振等效为一个电感所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。 这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路由于晶振等效为电感的频率范围很窄所以即使其他元件的参数变化很大这个振荡器的频率也不会有很大的变化。 晶振有一个重要的参数那就是负载电容值选择与负载电容值相等的并联电容就可以得到晶振标称的谐振频率。 一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器的两端接入晶振再有两个电容分别接到晶振的两端每个电容的另一端再接到地这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容请注意一般IC的引脚都有等效输入电容这个不能忽略。 一般的晶振的负载电容为15皮或12.5皮如果再考虑元件引脚的等效输入电容则两个22皮的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。
