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深圳市晶海微電子有限公司

SHENZHEN KINHAVE ELECTRONICS CO.,LTD

產(chǎn)品中心

產(chǎn)品信息

晶海微電子是日本KDS晶振和臺(tái)灣加高晶振一級授權(quán)分銷商,歡迎來電咨詢。

晶振介紹


有一些電子設(shè)備需要頻率高度穩(wěn)定的交流信號(hào),而LC振蕩器穩(wěn)定性較差,頻率容易漂移(即產(chǎn)生的交流信號(hào)頻率容易變化)。在振蕩器中采用一個(gè)特殊的元件-石英晶體,可以產(chǎn)生高度穩(wěn)定的信號(hào),這種采用石英晶體的振蕩器稱為晶體振蕩器。


石英晶體振蕩器是高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器,被廣泛應(yīng)用于彩電、計(jì)算機(jī)、遙控器等各類振蕩電路中,以及通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器、為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)和為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號(hào) 。
 
石英晶體振蕩器是利用石英晶體(二氧化硅的結(jié)晶體)的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件,它的基本構(gòu)成大致是:從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片(簡稱為晶片,它可以是正方形、矩形或圓形等),在它的兩個(gè)對應(yīng)面上涂敷銀層作為電極,在每個(gè)電極上各焊一根引線接到管腳上,再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器,簡稱為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)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(gè)電極上加一電場,晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。反之,若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械壓力,則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場,這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。如果在晶片的兩極上加交變電壓,晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),同時(shí)晶片的機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場。在一般情況下,晶片機(jī)械振動(dòng)的振幅和交變電場的振幅非常微小,但當(dāng)外加交變電壓的頻率為某一特定值時(shí),振幅明顯加大,比其他頻率下的振幅大得多,這種現(xiàn)象稱為壓電諧振,它與LC回路的諧振現(xiàn)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(guān)。
 
晶振組成
 
晶振主要是由晶體和外圍元器件構(gòu)成的。
 
晶振工作原理
 
晶振具有壓電效應(yīng),即在晶片兩極外加電壓后晶體會(huì)產(chǎn)生變形,反過來如外力使晶片變形,則兩極上金屬片又會(huì)產(chǎn)生電壓。如果給晶片加上適當(dāng)?shù)慕蛔冸妷?,晶片就?huì)產(chǎn)生諧振(諧振頻率與石英斜面傾角等有關(guān)系,且頻率一定)。晶振利用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體,在共振的狀態(tài)下工作可以提供穩(wěn)定、精確的單頻振蕩。在通常工作條件下,普通的晶振頻率絕對精度可達(dá)百萬分之五十。利用該特性,晶振可以提供較穩(wěn)定的脈沖,廣泛應(yīng)用于微芯片的時(shí)鐘電路里。晶片多為石英半導(dǎo)體材料,外殼用金屬封裝。
 
晶振常與主板、南橋、聲卡等電路連接使用。晶振可比喻為各板卡的心跳發(fā)生器,如果主卡的心跳出現(xiàn)問題,必定會(huì)使其他各電路出現(xiàn)故障。
 
 
晶振分類
 
晶振很多人并不是很了解,晶振在電路中有心臟之稱,通過與其他元器件配合產(chǎn)生脈沖信號(hào),下達(dá)指令實(shí)現(xiàn)工作。晶振使用廣泛主要用于汽車電子、智能家居、數(shù)碼電子、安防設(shè)備、通訊設(shè)備等不同領(lǐng)域。
 
晶振類型很多,根據(jù)不同性能可以分為有源晶振和無源晶振、有源晶振分溫補(bǔ)晶振、壓控晶體振蕩器、壓控溫補(bǔ)晶體振蕩器。無源晶振分兩種材質(zhì)石英晶振和陶瓷晶振。
 
根據(jù)不同領(lǐng)域設(shè)備需求不同,很多廠家選擇使用臺(tái)灣進(jìn)口晶振以及日本進(jìn)口晶振品牌。臺(tái)系晶振品牌:亞陶晶振、鴻星晶振、TXC晶振、加高晶振等等,日系晶振品牌:KDS大真空晶體、精工愛普生晶振、西鐵城晶振、京瓷晶振、NDK晶振等等。
 
晶振的分類_常見的晶振有哪些類型
 
石英晶振分為貼片和插件兩種,插件石英晶體最常見的是圓柱晶振以及橢圓形晶體。貼片晶振封裝尺寸較多,主要有7.0x5.0mm、5.0x3.2mm、3.2x2.5mm、2.0x1.6mm、1.6x1.2mm,貼片晶振封裝尺寸不同在不同領(lǐng)域使用所展現(xiàn)的性能也不同。
 
選用晶振最關(guān)鍵的參數(shù)在于6點(diǎn),晶振的封裝尺寸、晶振的頻率(有些頻率較偏使用較少)、晶振的精度偏差、晶振的負(fù)載電容、晶振的溫度使用范圍要求、以及有源晶振的電源電壓要求。根據(jù)客戶在不同環(huán)境中所使用到的產(chǎn)品不同選擇不同參數(shù)。

根據(jù)晶振的各種特性分類有哪些呢?
 
按制作材料分類:可分為石英晶振和陶瓷晶振。
 
按應(yīng)用特性分類:可分為串聯(lián)諧振型晶振和并聯(lián)諧振型晶振。
 
按負(fù)載電容特性分類:可分為低負(fù)載電容型晶振和高負(fù)載電容型晶振。
 
按晶振的功能和實(shí)現(xiàn)技術(shù)分類:可以將晶振分為溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(TCXO)、壓控晶體振蕩器(VCXO)、普通晶體振蕩器(SPXO)、恒溫晶體振蕩器(OCXO)。
 
按封裝形式分類:可分為玻璃真空密封型晶振、金屬殼封裝型晶振、陶瓷封裝型及塑料殼封裝型晶振。
 
按外形分類:可分為長方形晶振、圓柱形晶振、橢圓形晶振。
 
按諧振頻率精度分類:可分為高精度型晶振、中精度型晶振及普通型晶振。
 
 
根據(jù)晶振的功能和實(shí)現(xiàn)技術(shù)的不同,可以將晶振分為以下四類:
 
1)恒溫晶體振蕩器(以下簡稱OCXO)
 
這類型晶振對溫度穩(wěn)定性的解決方案采用了恒溫槽技術(shù),將晶體置于恒溫槽內(nèi),通過設(shè)置恒溫工作點(diǎn),使槽體保持恒溫狀態(tài),在一定范圍內(nèi)不受外界溫度影響,達(dá)到穩(wěn)定輸出頻率的效果。這類晶振主要用于各種類型的通信設(shè)備,包括交換機(jī)、SDH傳輸設(shè)備、移動(dòng)通信直放機(jī)、GPS接收機(jī)、電臺(tái)、數(shù)字電視及軍工設(shè)備等領(lǐng)域。根據(jù)用戶需要,該類型晶振可以帶壓控引腳。OCXO的工作原理如下圖3所示:
 
OCXO的主要優(yōu)點(diǎn)是,由于采用了恒溫槽技術(shù),頻率溫度特性在所有類型晶振中是最好的,由于電路設(shè)計(jì)精密,其短穩(wěn)和相位噪聲都較好。主要缺點(diǎn)是功耗大、體積大,需要5分鐘左右的加熱時(shí)間才能正常工作等。
 
2)溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(以下簡稱TCXO)。
 
其對溫度穩(wěn)定性的解決方案采用了一些溫度補(bǔ)償手段,主要原理是通過感應(yīng)環(huán)境溫度,將溫度信息做適當(dāng)變換后控制晶振的輸出頻率,達(dá)到穩(wěn)定輸出頻率的效果。傳統(tǒng)的TCXO是采用模擬器件進(jìn)行補(bǔ)償,隨著補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展,很多數(shù)字化補(bǔ)償大TCXO開始出現(xiàn),這種數(shù)字化補(bǔ)償?shù)腡CXO又叫DTCXO,用單片機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)我們稱之為MCXO,由于采用了數(shù)字化技術(shù),這一類型的晶振再溫度特性上達(dá)到了很高的精度,并且能夠適應(yīng)更寬的工作溫度范圍,主要應(yīng)用于軍工領(lǐng)域和使用環(huán)境惡劣的場合。在廣大研發(fā)人員的共同努力下,我公司自主開發(fā)出了高精度的MCXO,其設(shè)計(jì)原理和在世界范圍都是領(lǐng)先的,配以高度自動(dòng)化的生產(chǎn)測試系統(tǒng),其月產(chǎn)可以達(dá)到5000只,其設(shè)計(jì)原理如圖4。
 
3)普通晶體振蕩器(SPXO)。
 
這是一種簡單的晶體振蕩器,通常稱為鐘振,其工作原理為去除壓控溫度補(bǔ)償和AGC部分,完全是由晶體的自由振蕩完成。這類晶振主要應(yīng)用于穩(wěn)定度要求不高的場合。
 
4)壓控晶體振蕩器(VCXO)。
 
這是根據(jù)晶振是否帶壓控功能來分類,帶壓控輸入引腳的一類晶振叫VCXO,以上三種類型的晶振都可以帶壓控端口。
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