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                  晶力源為你講解晶振的作用與原理

                  文章出處:企業動態 網站編輯: 晶力源 閱讀量: 發表時間:2020-06-30 14:37:09

                  一、晶振的介紹

                  每個單片機系統里都有晶振,全程是叫晶體震蕩器,在單片機系統里晶振的作用非常大,他結合單片機內部的電路,產生單片機所必須的時鐘頻率,單片機的一切指令的執行都是建立在這個基礎上的,晶振的提供的時鐘頻率越高,那單片機的運行速度也就越快。

                  晶振用一種能把電能和機械能相互轉化的晶體在共振的狀態下工作,以提供穩定,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百萬分之五十。高級的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內調整頻率,稱為壓控振蕩器(VCO)。

                  石英晶振

                  二、晶振的作用

                  晶振的作用是為系統提供基本的時鐘信號。通常一個系統共用一個晶振,便于各部分保持同步。有些通訊系統的基頻和射頻使用不同的晶振,而通過電子調整頻率的方法保持同步。

                  晶振通常與鎖相環電路配合使用,以提供系統所需的時鐘頻率。如果不同子系統需要不同頻率的時鐘信號,可以用與同一個晶振相連的不同鎖相環來提供。

                  晶振一般采用如圖1a的電容三端式(考畢茲) 交流等效振蕩電路;實際的晶振交流等效電路如圖1b,其中Cv是用來調節振蕩頻率,一般用變容二極管加上不同的反偏電壓來實現,這也是壓控作用的機理;把晶體的等效電路代替晶體后如圖1c。其中Co,C1,L1,RR是晶體的等效電路。

                  分析整個振蕩槽路可知,利用Cv來改變頻率是有限的:決定振蕩頻率的整個槽路電容C=Cbe,Cce,Cv三個電容串聯后和Co并聯再和C1串聯??梢钥闯觯篊1越小,Co越大,Cv變化時對整個槽路電容的作用就越小。因而能“壓控”的頻率范圍也越小。實際上,由于C1很小(1E-15量級),Co不能忽略(1E-12量級,幾PF)。所以,Cv變大時,降低槽路頻率的作用越來越小,Cv變小時,升高槽路頻率的作用卻越來越大。這一方面引起壓控特性的非線性,壓控范圍越大,非線性就越厲害;另一方面,分給振蕩的反饋電壓(Cbe上的電壓)卻越來越小,最后導致停振。采用泛音次數越高的晶振,其等效電容C1就越??;因此頻率的變化范圍也就越小。

                  微控制器的時鐘源可以分為兩類:基于機械諧振器件的時鐘源,如晶振、陶瓷諧振槽路;RC(電阻、電容)振蕩器。一種是皮爾斯振蕩器配置,適用于晶振和陶瓷諧振槽路。另一種為簡單的分立RC振蕩器。

                  用萬用表測量晶體振蕩器是否工作的方法:測量兩個引腳電壓是否是芯片工作電壓的一半,比如工作電壓是51單片機的+5V則是否是2.5V左右。另外如果用鑷子碰晶體另外一個腳,這個電壓有明顯變化,證明是起振了的。