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晶振的工作原理及應用領域

發布日期:2022-04-22 點擊次數:24
晶振在電路板中隨處可見,只要用到處理器的地方就必定有晶振的存在,即使沒有外部晶振,芯片內部也有晶振。晶振行業的人都知道晶振分類很多,因為不管是陶振晶振還是石英晶振,還是石英晶體振蕩器,而石英晶體諧振器都被不同的人稱之為是晶振,以至于很多時候大家都搞不清了。晶振的工作原理是什么?晶振一般應用于哪些領域呢?跟著晶振廠家晶友嘉一起來看看吧!
一、晶振概述
晶振一般指晶體振蕩器。晶體振蕩器是指從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片(簡稱為晶片),石英晶體諧振器,簡稱為石英晶體或晶體、晶振;而在封裝內部添加IC組成振蕩電路的晶體元件稱為晶體振蕩器。其產品一般用金屬外殼封裝,也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。
二、晶振工作原理
石英晶體振蕩器是利用石英晶體的壓電效應制成的一種諧振器件,它的基本構成大致是:從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片,在它的兩個對應面上涂敷銀層作為電極,在每個電極上各焊一根引線接到管腳上,再加上封裝外殼就構成了石英晶體諧振器,簡稱為石英晶體或晶體、晶振。其產品一般用金屬外殼封裝,也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。

若在石英晶體的兩個電極上加一電場,晶片就會產生機械變形。反之,若在晶片的兩側施加機械壓力,則在晶片相應的方向上將產生電場,這種物理現象稱為壓電效應。如果在晶片的兩極上加交變電壓,晶片就會產生機械振動,同時晶片的機械振動又會產生交變電場。在一般情況下,晶片機械振動的振幅和交變電場的振幅非常微小,但當外加交變電壓的頻率為某一特定值時,振幅明顯加大,比其他頻率下的振幅大得多,這種現象稱為壓電諧振,它與LC回路的諧振現象十分相似。它的諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關。
當晶體不振動時,可把它看成一個平板電容器稱為靜電電容C,它的大小與晶片的幾何尺寸、電極面積有關,一般約幾個皮法到幾十皮法。當晶體振蕩時,機械振動的慣性可用電感L來等效。一般L的值為幾十豪亨到幾百豪亨。晶片的彈性可用電容C來等效,C的值很小,一般只有0.0002~0.1皮法。晶片振動時因摩擦而造成的損耗用R來等效,它的數值約為100歐。由于晶片的等效電感很大,而C很小,R也小,因此回路的品質因數Q很大,可達1000~10000。加上晶片本身的諧振頻率基本上只與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸有關,而且可以做得精確,因此利用石英諧振器組成的振蕩電路可獲得很高的頻率穩定度。

三、晶振的應用領域
晶振廣泛應用于各大領域,不僅用于消費類電子產品、小家電產品、數碼周邊產品以及一些高檔玩具中。晶振也一般常用于工業控制板,汽車電子設備等一些容易受到外部不穩定、相對惡劣或者難以定位工作環境的產品中,以使得在最終的使用過程中得到最佳的使用效果和長期可靠性、穩定性。高質量晶振能夠在極其惡劣的環境中使用,一般有應用于航天GPS導航定位系統、大堂對講機、高級車載系統等等。
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