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晶體諧振器的關(guān)鍵參數(shù)

作者: 揚(yáng)興晶振 日期:2021-08-11 瀏覽量:
  1、標(biāo)稱頻率

  指晶體元件規(guī)范中所指定的頻率,即振蕩器輸出的中心頻率或頻率的標(biāo)稱值。

  2、調(diào)整頻差

  在指定溫度范圍內(nèi),振蕩器輸出頻率相對(duì)于25℃時(shí)測(cè)量值的最大允許頻率偏差,常用 ppm(1/106)表示。

  3、溫度頻差

  在標(biāo)稱電源和負(fù)載下,工作在規(guī)定溫度范圍內(nèi)的不帶隱含基準(zhǔn)溫度或帶隱含基準(zhǔn)溫度的最大允許頻偏。常用 ppm(1/106)表示。

  4、工作溫度范圍:能夠保證振蕩器輸出頻率及其化各種特性符合指標(biāo)的溫度范圍。

  5、老化率

  指在恒定的環(huán)境條件下測(cè)量振蕩器頻率時(shí),振蕩器頻率和時(shí)間之間的關(guān)系。這種長(zhǎng)期頻率漂移是由石英晶體元件和貼片振蕩器電路元件的緩慢變化造成的,因此,其頻率偏移的速率叫老化率。

  6、諧振電阻(Rr)

  指晶體元件在諧振頻率處的等效電阻,當(dāng)不考慮 C0 的作用,也近似等于所謂晶體的動(dòng)態(tài)電阻 R1 或稱等效串聯(lián)電阻(ESR)。這個(gè)參數(shù)控制著晶體元件的品質(zhì)因數(shù),還決定所應(yīng)用電路中的晶體振蕩電平,因而影響晶體的穩(wěn)定性以致是否可以理想的起振。所以它是晶體元件的一個(gè)重要指標(biāo)參數(shù)。一般的,對(duì)于一給定頻率,選用的晶體盒越小,ESR 的平均值可能就越高;絕大多數(shù)情況,在制造過(guò)程中并不能預(yù)計(jì)具體某個(gè)晶體元件的電阻值,而只能保證電阻將低于規(guī)范中所給的最大值。

  7、負(fù)載諧振電阻(RL)

  指晶體元件與規(guī)定外部電容相串聯(lián),在負(fù)載諧振頻率 FL 時(shí)的電阻。對(duì)一給定晶體元體,其負(fù)載諧振電阻值取決于和該元件一起工作的負(fù)載電容值,串上負(fù)載電容后的諧振電阻,總是大于晶體元件本身的諧振電阻。

  8、負(fù)載電容(CL)

  與晶體元件一起決定負(fù)載諧振頻率 FL 的有效外界電容。晶體元件規(guī)范中的 CL 是一個(gè)測(cè)試條件也是一個(gè)使用條件,這個(gè)值可在用戶具體使用時(shí)根據(jù)情況作適當(dāng)調(diào)整,來(lái)微調(diào) FL 的實(shí)際工作頻率(也即晶體的制造公差可調(diào)整)。但它有一個(gè)合適值,否則會(huì)給振蕩電路帶來(lái)惡化,其值通常采用 10pF、15pF 、20pF、30pF、50pF、∝等,其中當(dāng) CL 標(biāo)為∝時(shí)表示其應(yīng)用在串聯(lián)諧振型電路中,不要再加負(fù)載電容,并且工作頻率就是晶體的(串聯(lián))諧振頻率 Fr。用戶應(yīng)當(dāng)注意,對(duì)于某些晶體(包括不封裝的振子應(yīng)用),在某一生產(chǎn)規(guī)范既定的負(fù)載電容下(特別是小負(fù)載電容時(shí)),±0.5pF 的電路實(shí)際電容的偏差就能產(chǎn)生±10×10-6 的頻率誤差。因此,負(fù)載電容是一個(gè)非常重要的訂貨規(guī)范指標(biāo)。

  9、諧振頻率(Fr)

  指在規(guī)定條件下,晶體元件電氣阻抗為電阻性的兩個(gè)頻率中較低的一個(gè)頻率。根據(jù)等效電路,當(dāng)不考慮 C0 的作用,F(xiàn)r 由 C1 和 L1 決定,近似等于所謂串聯(lián)(支路)諧振頻率(Fs)。這一頻率是晶體的自然諧振頻率,它在高穩(wěn)晶振的設(shè)計(jì)中,是作為使晶振穩(wěn)定工作于標(biāo)稱頻率、確定頻率調(diào)整范圍、設(shè)置頻率微調(diào)裝置等要求時(shí)的設(shè)計(jì)參數(shù)。




  10、負(fù)載諧振頻率(FL)

  指在規(guī)定條件下,晶體元件與一負(fù)載電容串聯(lián)或并聯(lián),其組合阻抗呈現(xiàn)為電阻性時(shí)兩個(gè)頻率中的一個(gè)頻率。在串聯(lián)負(fù)載電容時(shí),F(xiàn)L 是兩個(gè)頻率中較低的那個(gè)頻率;在并聯(lián)負(fù)載電容時(shí),F(xiàn)L 則是其中較高的那個(gè)頻率。對(duì)于某一給定的負(fù)載電容值(CL),就實(shí)際效果,這兩個(gè)頻率是相同的;而且這一頻率是晶體的絕大多數(shù)應(yīng)用時(shí),在電路中所表現(xiàn)的實(shí)際頻率,也是制造廠商為滿足用戶對(duì)產(chǎn)品符合標(biāo)稱頻率要求的測(cè)試指標(biāo)參數(shù)。




  11、品質(zhì)因數(shù)(Q)

  品質(zhì)因數(shù)又稱機(jī)械 Q 值,它是反映諧振器性能好壞的重要參數(shù),它與 L1 和 C1 有如下關(guān)系:

  Q=wL1/R1=1/wR1C1

  如上式,R1 越大,Q 值越低,功率耗散越大,而且還會(huì)導(dǎo)致頻率不穩(wěn)定。反之 Q 值越高,頻率越穩(wěn)定。

  12、激勵(lì)電平(Level of drive)

  是一種用耗散功率表示的,施加于晶體元件的激勵(lì)條件的量度。所有晶體元件的頻率和電阻都在一定程度上隨激勵(lì)電平的變化而變化,這稱為激勵(lì)電平相關(guān)性(DLD),正因?yàn)榫w元件固有的激勵(lì)電平相關(guān)性的特性,用戶在振蕩電路設(shè)計(jì)和晶體使用時(shí),必須注意和保證不出現(xiàn)激勵(lì)電平過(guò)低而起振不良或過(guò)度激勵(lì)頻率異常的現(xiàn)象。

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