これは、スイッチhttp://www.hornby.com.cn/news/show-73.html
----- 1マッチング容量負荷容量は、所望の通常衝撃結晶の静電容量です。発振器等価容量性負荷容量の両端が等しいか近くなるように、一般的な外部コンデンサが提供されます。ICの入力容量がグラウンドにどこ高い要求も考慮すべきです。通常、必要な結晶上のコンデンサの両端には、二回負荷容量です。密接に並列に接続され、このような負荷容量。
2.全負荷容量は、回路における結晶の両端の外側を横切る実効キャパシタンスです。彼は、テスト条件は、使用する条件です。通常、アプリケーションは、正確に周波数を調整することができる負荷容量に近い値を与えられています。これは、主に静電容量の大きさと負荷共振抵抗等価負荷の共振周波数に影響を与えます。
3.通常の状況下では、発振周波数は負荷容量が減少している増加し、負荷容量は、発振周波数を増加させる原因となります。
4. 2つに接続されている水晶負荷容量がIC内部および外部ブロックは、すべてのアクティブな容量リード、回路における結晶膜直列容量とみなすことができます。負荷周波数異なる決定発振器の発振周波数の違い。名目上は同じ周波数発振器、必ずしも同じ負荷容量。水晶発振器ので、結晶の低負荷容量の直列配置における水晶発振器を2つの共振周波数を有する：他の水晶発振器結晶配列と並行して高負荷容量です。だから、同じ公称周波数クリスタル負荷容量交換はまた、それ以外の場合は、アプライアンスが正常に動作していない原因になります、要件に軽率に交換することはできませんでなければなりません。
次結晶（並列および直列）に対する耐性
その出力結晶に接続されたその出力と入力端子の間接的な抵抗で22K、10Mの抵抗の直列回路に起因するチップの内部端に線形演算増幅器、入力逆であります出力180は、液晶組成物の負荷容量抵抗ネットワークは、180度の追加の位相シフト、360度の全体的なループの位相シフトを提供し、発振条件の位相が満たされるだけでなく、閉ループゲインが1以上である必要があり、結晶が正しく動作します。
抵抗効果結晶入出力接続は180度の位相シフトを提供し、増幅器は、典型的には、抵抗とM欧州レベル、出力端子のネットワークの負荷容量で、高利得線形領域で動作することを確実にするために負帰還され、また、限定的な役割を演じますインバータ結晶、結晶の損傷の出力をオーバードライブ防止。
結晶と直列の抵抗が過度に駆動されるの結晶を防止するために使用されます。結果を走行クリスタルは徐々に頻度の増加を引き起こし、結晶の早期故障につながる、とドライブレベル調整を話すことができるであろう、メッキと接触して結晶の損失を低減します。そして、発振余裕のドライブレベルを調整します。
内部新とXOUTはインバータは、水晶発振器を駆動することができない、一般的にシュミット・インバータである。したがって、インバータと並列に抵抗器の両端に、180度を完了するために抵抗器からの出力は、フィードバック信号を逆入力端子、負帰還増幅回路、及びオン抵抗の結晶への負のフィードバックは、並列関係で結晶の等価抵抗のインピーダンスは、それらが小の大きな結晶に大きな抵抗インピーダンスまたは抵抗ほとんど効果を望むものですか？
インバータ回路に加えて、フィードバック・ループの内部抵抗の役割結晶のQが非常に高いため、増幅器が形成され、前記結晶は、結晶の共振周波数に応じてAC等価フィードバックループ意志されているので、大きな抵抗変更の範囲は、出力周波数には影響しません。過去においては、この回路の安定性を試験するために使用される、私は振動が100K〜20Mから正常であることができるが、パルス幅比に影響を与える開始しようとしました。
結晶のQが非常に高く、Qの値は、それがクリスタルシリーズ等価インピーダンスは澤が再+ JXEを=でどういう意味、再<< |？JXE |、結晶はと同等の、一般的に非常に高いQインダクタと同等ですインダクタ導体抵抗が非常に小さいです。Q一般的に10 ^ -4のオーダーです。
結晶が強すぎる信号を避けるために破りました。抵抗は、一般的に数百K.、一般的に大きく、
抵抗への文字列は、振動の振幅を制限するために使用される、2つのキャパシタに数十MHzの水晶LZ典型的には約20〜30Pによれば、主に微調整する振幅及び衝撃波形の周波数、及び抵抗に使用されていますICの仕様に依存し、いくつかのフィードバックのために使用されている、あまりにもEMI対策の一部
しかし、等価インピーダンスをパラレル変換した後、容易に入手可能な式であり、それ以上のより小さな、RPは、再。等価ルピア非常に大きな結晶。外部抵抗これにおよびRPで、次いで、RPの値を減少させる-----> -----再> Qを減少増大
クリスタルについて
水晶発振器は、高精度、高安定の発振器で広くカラーテレビ、コンピュータ、遠隔制御発振回路の他のタイプで使用され、周波数発生器のための通信システムは、クロック信号及びデータ処理装置を生成します特定のシステムのための基準信号を提供します。
水晶振動子の最初に、基本的な原理
図1に示すように、水晶振動子の構造
発振器は、石英（結晶質シリカ）圧電効果を用いて製造さ水晶振動子装置であり、その基本構造は、実質的に：特定の方位カット水晶シート（以下、単にウエハ体と呼ばれるから、それはピン上の各パッドの各電極リード線の電極として銀の表面をコーティングし、その2つの層に対応する、など）、正方形、長方形又は円形とすることができる、パッケージハウジングと共に構成単に結晶または水晶発振器と呼ぶ水晶共振器。その製品は、一般に、金属シェル、ガラス、セラミックまたはプラスチックパッケージにも有用シェルで包装されています。
図2に示すように、圧電効果
電界は水晶ウエハの両電極間に印加されるときに機械的変形を生成することになります。機械的圧力は、ウェハの両面に塗布されたときに逆に、電界がそれぞれのウェハ、圧電効果として知られるこの物理現象に方向に発生します。交流電圧は、ウエハの極に印加される場合、ウェハは交番電界を生成する一方、ウェーハは、機械的振動、機械的振動を生成します。一般的に、機械的なウェハの振動及び交流電界の振幅の振幅は非常に小さいが、印加される交流電圧の周波数が大幅に増加振幅、一定の値であり、振幅は、どの他の周波数よりもはるかに大きいです現象は、圧電共振器、共振LC回路と、それは非常に似ている現象として知られています。そのようにウェハ切断パターン、形状、大きさの共振周波数。
図3に示すように、等価回路記号と
結晶が振動されていない場合、それは一般的にいくつかのPF PF数十について、平板コンデンサの容量Cは、ウエハのサイズおよび形状、電極面積と呼ぶことができます。場合水晶発振器、等価的に、機械的振動の利用可能なインダクタンスLの慣性。L値、一般的に数十数百mHのmHとします。柔軟なウエハの静電容量Cが同等に使用され、C値は、一般的にのみ0.0002〜0.1pF小さいです。振動による摩擦損失にウェハが同等R場合、その値は100Ω程度です。大きいためウエハ等価インダクタンス、及びCが小さい場合、Rは、1,000〜10,000まで、小さな、したがって回路の品質係数Qが大きいです。ウェハ自体の共振周波数で結合され、実質的にウェハ、形状、大きさの唯一の方法をカットするだけでなく、正確に行われるように、非常に高い周波数安定度からなる水晶振動子の発振回路の使用が得られます。
図4に示すように、共振周波数
2つの共振周波数を有する水晶振動子から見た等価回路、すなわち、（1）Lは、C、Rの分岐直列共振が発生した場合、その最小の等価インピーダンス（R相当）。直列共振周波数は、周波数がFSよりも高い場合の配置、純粋な抵抗に直列配置用水晶発振器周波数fs、（2）L、C、Rは、コンデンサCと、誘導ブランチであるFSで表されます 並列周波数fdで表される並列共振、。
水晶の等価回路は、定性的リアクタンスを示すことができる - 周波数特性。共振周波数fsの直列または並列構成の振動周波数以下可視周波数は周波数fd、実質的に容量水晶よりも高いです。唯一のFS
水晶振動子型の第2の特性
水晶発振器（国際電気標準会議発振器の性能を決定すると共に、高い品質係数の共振器水晶（すなわち共振器と発振回路。品質な結晶カット方位、水晶発振回路の構成と状でありますIEC）水晶発振器は、4つのカテゴリに分類されている共通の水晶発振器（TCXO）、電圧制御水晶発振器（VCXO）、温度補償水晶発振器（TCXO）、温度制御水晶発振器（OCXO）が現在開発されていますそこデジタル補償型水晶振動損失（DCXO）などが挙げられます。
一般的な水晶発振器（SPXO）は10 ^を生成する（ - 5）~10 ^を（ - 4）周波数精度、標準1-100MHz周波数、周波数安定度の順序が±100ppmのです。SPXOは、任意の周波数の温度補償測定を使用せず、安価な、一般にマイクロプロセッサクロック装置として使用されます。パッケージサイズは21×14×6ミリメートルと5×3.2×1.5ミリメートルの範囲です。
高精度の電圧制御水晶発振器（VCXO）が10 ^である（ - 6）〜10 ^（ - 5）オーダーの、周波数範囲1〜30MHzの。発振器の周波数安定度は50ppmの±低い公差です。通常、位相ロックループに使用。パッケージサイズ14×10×3ミリメートル。
温度補償型水晶発振器（TCXO）周波数補償、10の周波数精度のための感温素子を用いた温度^（ - 7）に10 ^（ - 6）の大きさ、周波数範囲1-60MHz、±1の周波数安定度〜 30×30×15ミリメートルから11.4×9.6×3.9ミリメートルの±2.5ppmの、パッケージサイズ。一般的に携帯電話、携帯電話、双方向無線通信装置等に使用されます。
サーモスタット制御水晶発振器（OCXO）と水晶発振回路は、周波数上で周囲の温度変化の影響を排除するために、インキュベータ内に配置されます。OCXOの周波数精度10 ^である（ - 10）10 ^に（ - 8）オーダーの、より高い達成するために、特別な用途のために。4種類の中の発振器の最高周波数安定度。
水晶発振器の第三に、主なパラメータ
結晶の主なパラメータは、負荷容量の公称周波数、周波数精度、周波数安定性等を有しています。異なる結晶異なる公称周波数は、公称周波数のほとんどは、結晶ハウジングにマーク。使用される一般的な結晶は、公称周波数を有する：48kHzの、500kHzで、503.5 kHzで、1MHzの〜40.50メガヘルツ、等、水晶周波数の特定の要件はCRB、ZTB、JAシリーズとして、1000以上メガヘルツ、公称周波数と一部ではないに達することができるため。水晶負荷キャパシタンスは2つに接続されているIC内部およびすべてのアクティブな容量の外部ブロックは、回路内の結晶膜直列容量とみなすことができるもたらします。負荷周波数異なる決定発振器の発振周波数の違い。名目上は同じ周波数発振器、必ずしも同じ負荷容量。水晶発振器ので、結晶の低負荷容量の直列配置における水晶発振器を2つの共振周波数を有する：他の水晶発振器結晶配列と並行して高負荷容量です。だから、同じ公称周波数クリスタル負荷容量交換はまた、それ以外の場合は、アプライアンスが正常に動作していない原因になります、要件に軽率に交換することはできませんでなければなりません。周波数精度と周波数安定度：通常の水晶振動子の基本的な特性は、特定の周波数精度と周波数安定性のために必要な一般的な電気、ハイエンド機器の要件を満たすことができるからです。10 ^から周波数精度 - （ - 10）10 ^〜（4）の順順に至るまで。100ppm以下の安定範囲は±1、±します。これは、通信ネットワークなどの特定のニーズに応じて好適な液晶装置を選択するために、水晶発振器のような無線データ伝送システムは、より厳しい必要とします。従って、結晶のパラメータは、結晶の品質および性能を決定します。特定の要件に応じて適当な結晶を選択するための実用的な用途では、結晶の異なる特性であれば一般的な要件を選択することができるように、より高価な高い価格要件、その価格を変化させます。
第四に、水晶発振器の開発動向
1、コンパクト、かつ薄いチップタイプ：携帯電話の要件の短い薄いポータブル光を、示される満たすために、セラミックパッケージに伝統的なベアメタルプラスチックコーティングされた金属シェルから水晶振動子パッケージ。そのようなデバイス、例えばTCXO容積は30〜100倍減少しました。厚さ2mm TCXO SMDパッケージ未満は現在、すでに市場に出回っている5×3ミリメートルサイズのデバイスです。
2、高い精度と安定性、現在の非補償型水晶発振器は、同じ温度範囲OCXOにしながら、10〜7℃の範囲で20〜100ppmを、±一般まで、VCXOの周波数安定度を25ppmの±全体的な精度を達成することができます±0.0001の通常周波数安定度〜は5ppm、25ppmの以下±VCXO制御。
図3は、低ノイズ、高周波数、GPS通信システムが許可されていない振盪周波数は、位相雑音は、振盪発振器周波数を特徴付ける重要なパラメータです。現在主流の製品の位相ノイズOCXOのパフォーマンスが大幅に向上しました。VCXOに加えて、水晶発振器の他のタイプは、200MHzの最大出力周波数を超えません。例えば、電圧制御発振器UCV4シリーズGSM携帯電話など、650〜1700メガヘルツの周波数、電源電圧2.2〜3.3V、8〜10ミリアンペアの動作電流。
図4は、低、高速な起動、低電圧、低消費電流、低駆動がトレンドとなっています。典型的には、電源電圧は3.3Vです。多くのTCXOおよびVCXO製品は、消費電流は2ミリアンペアを超えてはなりません。水晶発振器は、クイック・スタート・テクノロジーにも突破口をしました。例えば、日本のセイコーは、VG-2320SC VCXO型を生じ、0.1ppmの所定範囲±条件下で、周波数安定時間が4msの未満です。東京、SMD TCXOによって生成日本セラミックスは、発振開始後の評価4msのは90％に達することができます。OAKの10〜25 MHzのOCXO製品の、±0.01 ppmでの安定性を達成するために、その後、5分間予熱した後。
第五に、水晶発振器アプリケーション
1、水晶クロック精度、低消費電力、耐久性とその最大の利点を行きます。古いまたは新しい多機能クォーツ時計クォーツをコアとして水晶発振回路に基づいているかどうかは、その周波数精度は、電子時計の旅の精度を決定します。V1とV2は、CMOSインバータを構成する水晶発振器の原理及びQ発振水晶キャパシタの概略図からC1及びC2は、インダクタンスが水晶に対応する共鳴システム同調コンデンサを構成します。振動系成分パラメータは、発振周波数を決定します。通常Q、C1とC2は、外部の要素です。内部回路に集積された帰還抵抗R1、抵抗R2安定した振動に加えて。とき、それは個別値C1またはC2の精度を変えることによって調整することができません。しかし、この時間は、我々はまだ旅の精度を調整するためにシステムの振動パラメータを変更するには、静電容量貼付方法Cを持っています。電子時計速度を歩いているとき、調整コンデンサは二つの構成を有している：あまりにも速く歩いた場合、図2に示すように、水晶容量Cの両端に接続することができます。減速しながら、この時点で、システム増加の総容量は、発振周波数が低くなります。Pianman液晶容量は、直列に接続することができるならば離れ枝C. 図に示すように。このとき、システムの総容量を低減され、発振周波数が高く、より速く移動となります。限り試行錯誤を通して患者として、あなたは旅行時間の精度を調整することができます。したがって、クロック信号発生器の発振器が使用されてもよいです。
図2は、テレビ技術の発展に伴い、1/3 15625Hzライン周波数の周波数分割されたライン、発振源のフィールド回路としてより最近大型の安定性と信頼性をテレビ500kHzのまたは503 kHzの水晶発振器を使用します改善するために。結晶表面と安い、交換が容易。
図3に示すように、通信システム製品では、水晶振動子の値をより広くするだけでなく、迅速な開発によって反射されてきました。多くの石英結晶は主に、高性能通信ネットワーク、無線データ伝送、高速デジタルデータ伝送に使用されています。
クリスタル負荷容量
水晶負荷容量素子回路における結晶の両端の外側を横切る総実効キャパシタンスです。これは、必要な通常の衝撃液晶容量を意味します。発振器等価容量性負荷容量の両端が等しいか近くなるように、一般的な外部コンデンサが提供されます。ICの入力容量がグラウンドにどこ高い要求も考慮すべきです。通常、アプリケーションは、正確に周波数を調整することができる負荷容量に近い値を与えられています。これは、主に静電容量の大きさと負荷共振抵抗等価負荷の共振周波数に影響を与えます。
水晶負荷容量= [（CD * CG）/（CD + CG）] + CIC +△CのCd、Cgのそれぞれ2つの結晶の足と地面のコンデンサに接続されている場合、CIC（IC内部容量） +△C（PCB上のコンデンサ）。すなわち、6.5〜13.5pFとして一般的にはほぼ27pfの両側に、次に、15pFでの負荷容量であり、そして
様々な論理チップピン水晶発振器等価容量3本の内部発振器ピン典型的には、インバータ、又は直列インバータの奇数。XI入力端子及び水晶発振器出力ピンXOよる間に接続された抵抗は、CMOS用チップはMとMヨーロッパの数十の間で一般的である。チップの多くの内部ピンは既にこの抵抗が含まれ、外部ピンをピックアップしていない。この抵抗器は、インバータを可能にするために提供されます増幅器の大きい利得のような初期の線形振動ステートインバータで、水晶振動はまた、並列共振回路と等価結晶の入力ピンと出力ピンとの間に接続されるように、発振周波数が水晶の並列共振周波数であるべきである。2つの接地キャパシタ結晶の横に、容量性電圧分割回路の実際には、三点キャパシタンス、接地点は、分割点である。すなわち、接地電圧分割点と基準点として、発振プライマー入出力ピンは反転され、端部が、石英ビューの両方で、すなわち並列共振回路、回路が発振し続けて正帰還。チップ設計、二つのコンデンサを確実にするために形成されています。、2つの概ね等しい容量、大きさ、レイアウトの異なるプロセスに応じて容量を形成するが、すべての後に、外部のPFの数は周波数に依存して、PF数十程度である周波数の広い範囲のためには必ずしも適していない、比較的小さく、かつされています水晶の特性はそれを注意することが重要であり得る：共鳴ループ内の並列の2つの直列の容量値、発振周波数は、2つの等しい容量に影響を与えることができ、フィードバック係数は0.5であり、一般的に発振を満たします。条件が、振動又は容易に不安定な発振場合は接地に入力容量を低減することができ、その値は、フィードバック量の出力を増加させるために添加しました。
設計上の考慮事項：
結晶1.、できるだけ短い保持信号線とICの間の外部コンデンサ（もしあれば）。ときに非常に低い電流IC水晶発振器を通る線が長すぎる場合、それはEMC、ESDやクロストークの影響に非常に敏感になります。そして長い行は、発振器への寄生容量が増加します。
2.他の可能なクロック線と信号線が接続の位置の頻繁な切り替えに結晶から離れて配置されています。
3.結晶及び配向の用心
4.結晶シャーシグラウンド
実際の負荷容量不適切構成した場合、最初の行は、基準周波数の誤差の原因となる。さらに、送受信回路として振動振幅に結晶（ないピーク）減少し、信号の信号強度とノイズに混合された信号に影響を与えます。
クリッピングとき、波形歪みを発生し、負荷が（数百K Kに数十）の抵抗を調整するために増加させることができる。波形を安定化させるために帰還抵抗1Mとほぼ平行になります。