拉動晶體諧振器諧振頻率的基礎(chǔ)
在某些情況下,必須能夠修整或“拉”晶體諧振器的諧振頻率,以適應(yīng)諧振頻率可能需要的微小變化。在很多情況下可能需要這樣做,并且這樣做可以將晶體諧振器的出色性能(在穩(wěn)定性和Q方面)與晶體振蕩器頻率的微小變化相結(jié)合。自然地,微調(diào)頻率的能力確實會降低晶體的性能,但對于大多數(shù)用途而言,仍然綽綽有余。
盡管過去使用VXO,可變晶體振蕩器來手動改變晶體振蕩器的頻率,但今天更常見的用法是用于VCXO的壓控晶體振蕩器,這些振蕩器用于高精度溫補(bǔ)晶振TCXO,窄帶鎖相環(huán)和其他應(yīng)用程序的數(shù)量。頻率調(diào)整以多種不同方式使用。它們可用于溫度補(bǔ)償晶體振蕩器TCXO,其中溫度傳感器用于為補(bǔ)償隨溫度漂移的電路供電。它可以用于定期根據(jù)高精度標(biāo)準(zhǔn)手動校準(zhǔn)振蕩器,也可以用于根據(jù)非空中標(biāo)準(zhǔn)(例如GPS)以電子方式調(diào)整振蕩器的頻率。
晶體諧振器是一種調(diào)諧電路,其性能可以通過更常用的電子組件進(jìn)行仿真。
由于可以看到等效電路中的不同電子組件如何共同反應(yīng),因此該等效電路可深入了解其工作原理。
在該等效電路中,可以將不同的電子組件等同于石英晶體諧振器的功能元件。
L: 電感源自材料的質(zhì)量。
C1: 此電容來自晶體的柔度。
R: 此元素來自系統(tǒng)中的損耗。其中*大的是晶體機(jī)械振動的摩擦損失。
Co: 理論石英等效電路中的此電容是由晶體元件電極之間的電容引起的。這通常稱為并聯(lián)電容。
除了等效電路中所示的電子組件外,還需要在電子電路設(shè)計中提供一個稱為負(fù)載電容的外部電容,以使晶體以其諧振頻率振動。
該負(fù)載電容在晶振的數(shù)據(jù)表中指定,并且是訂購時需要指定的參數(shù)之一。常用值為20pF和30pF。
當(dāng)以并聯(lián)運(yùn)行模式運(yùn)行時,負(fù)載電容會對晶體的諧振頻率產(chǎn)生明顯影響。當(dāng)晶振以串聯(lián)模式工作時,它的確起作用,但是負(fù)載電容器的作用要小得多。
可以如下表示拉晶的公式:
其中:
Δf=上拉頻率或負(fù)載頻率與串聯(lián)諧振頻率之間的差fs
C L =負(fù)載電容
還可以根據(jù)負(fù)載電容每微微法拉變化的頻移來計算晶體的平均可拉性。
可以看出,有必要了解并聯(lián)電容,運(yùn)動電容和負(fù)載電容以實現(xiàn)此目的。在這些數(shù)字可用的情況下,這可能非常有用。
Δf的極*實際上取決于晶體的Q,它與等效電路中電子元件的值以及負(fù)載電容有關(guān)。
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