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晶振决定数字电路生死!

      晶振除了压电效应以外,还有一个不能被忽略的特性,就是温漂。晶振的振荡频率会随着环境温度的变化发生微小的偏移,这是晶振固有的特性。正是由于温漂的存在,普通晶振的精度很难做的很高,常见的晶振精度多为40ppm,20ppm,很难做到10ppm以下。这种精度在一些对晶振精度要求不高的场合,如微处理器的时钟输入等,完全能够满足需求。但是在无线通信,蜂窝应用,广播电视等应用领域,需要时钟精确同步,普通晶振就很难满足系统需求了。为了解决温漂带来的影响,系统就要选择精度更高的温补晶振或者恒温晶振。温补晶振是通过感应环境温度,然后将温度信息转换成控制量控制晶振的输出频率。现在的温补晶振多采用数字化技术,能够达到更精确的控制。而恒温晶振更进一步,将晶体置于恒温槽内,通过设置恒温工作点,使恒温槽保持一个恒温的状态,晶体在恒温槽内就可以不受外界温度的影响,大大提高晶振输出频率的稳定度。温补晶振和恒温晶振的输出精度都能够达到1ppm甚至更高。能够满足严苛的系统需求。

  由于晶振在数字电路中的重要性,在使用和设计的时候我们需要小心处理:

  a. 晶振内部存在石英晶体,所以在受到外部撞击或者跌落的时候容易造成石英晶体断裂破损造成晶振失效。在设计的时候就要考虑晶振的可靠安装以及位置尽量不要靠近板边,设备外壳等等

  b. 在手工焊接或者机器焊接的时候要注意焊接温度,晶振对温度比较敏感,焊接时温度不能过高,并且加热时间尽量短。

  c. 设计的时候尽量缩短晶振部分的走线,晶振走线和其他信号线之间保留尽量远的距离,并且推荐将晶振的外壳接地,这些措施都能更好的避免干扰。

  d. 谨慎选择C1、C2的容值。尽量按照厂家提供的推荐值设计。在满足起震要求的前提下,C1、C2的取值可以尽量小,能缩短晶振起震时间。

  e. 注意晶振是否被过驱动,过驱动会影响晶振使用寿命。如果用示波器测试发现晶振的输出被削波,波峰波谷被削平,那么就要考虑晶振是否被过驱动。可以适当调整R1限流电阻的阻值。直到输出完整的正弦波。

信息来自:钽电容  陶瓷电容  二、三极管  晶体振荡器
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