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最简单的石英晶体谐振器和振荡器的分辨方法

2016-6-17 15:18:01      点击:
 

  石英晶体谐振器(无源晶振)和石英晶体振荡器(有源晶振),小编发现很多人仍然分不清楚他们到底有何区别,甚至有的客户这样问过小编,为什么两种晶振体积都是一样的,一个只要几毛钱,而另一个却要几块钱,为什么会相差那么大?小编在此教大家如何区分石英晶体谐振器和石英晶体振荡器。

 

  石英晶体谐振器(quartz crystal unitquartz crystal resonator,常简写成Xtal),简称石英晶体或晶振,它是利用石英晶体的压电效应,用来产生高精度振荡频率的一种电子元件。需搭配外加电路才会产生振荡。是被动(无源)元件,我们又称它无源晶振。该元件主要由石英晶片、基座、外壳、银胶、银等成分组成。根据引线状况我们把石英晶振分为直插(有引线)与表面贴装(无引线)两种类型。无源晶振通常是两支接引的电子元件。

 

  石英晶体振荡器(crystal oscillator,简写 OSC XO)是指内含石英晶体与振荡电路的模组,它需要,可直接产生振荡讯号输出。因内含主动(有源)电子元件,整个模组也属主动元件,因此,我们又称它有源晶振。 石英振荡器通常是四支接脚的电子元件,其中两支为电源,一支为振荡讯号输出,另一支为空脚或控制用。

 

  相比石英晶体谐振器,石英晶体振荡器非常的复杂,这不仅体现在它的参数上,同时也体现在它的种类上。在上一篇有关温补晶振的文章中我们已经了解到温补晶振是一种石英晶体振荡器。在晶振行业中,通常我们将石英晶体振荡器分为以下几类:SPXO普通振荡器、TCXO温补振荡器、VCXO压控晶体振荡器、OCXO恒温振荡器以及VC-TCXO压控温补振荡器。下面我们来逐步了解这几种石英晶体振荡器。

 

  普通石英晶体振荡(SPXO),也有人叫它XOOSC振荡器,SPXO可以产生10^(-5)10^(-4)量级的频率精度,标准频率1100MHZ,频率稳定度是±100ppmSPXO没有采用任何温度频率补偿措施,价格低廉,通常用作微处理器的时钟器件。常用尺寸有7.0*5.0mm5.0*3.2mm3.2*2.5mm等。

 

  压控晶体振荡器(VCXO),是一种用外加控制电压使频率按一定规律偏移的振荡器。它主要由晶体、变容二极管和振荡电路组成,它的工作原理是通过控制电压来改变变容二极管的电容,从而牵引晶体的频率,以达到频率偏移调节的目的。其精度是10^(-6)10^(-5)量级,频率范围130MHz。低容差振荡器的频率稳定度是±50ppm。通常用于锁相环路。

 

  温度补偿晶体振荡(TCXO),在上篇文章中小编对温补晶振做过详细说明,在这里就简单介绍下。它是一种通过自身温度补偿电路来减小环境温度引起的频率变化的晶振。频率精度达到10^(-7)10^(-6)量级,频率范围160MHz,频率稳定度为±0.1±2.5ppm,如果您需要使您的设备即开即用且要求高稳定度,您就必须选用它,如果要求稳定度在0.5ppm以上,则需选择数字温度补偿晶体振荡器(MCXODTCXO,它通常用于手持电话、蜂窝电话、双向无线通信设备等。

 

  恒温晶体振荡器(OCXO),它是利用恒温槽使晶体振荡器或石英晶体振子的温度保持恒定,将由周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量削减到最小的晶体振荡器。使得晶振频率在随温度变化的范围内达到1000倍以上的改善。使振荡器频率稳定度至少保持在1×10^(-9)。然而,由于OCXO内部元件多,再加上性能及环境温度等因素的影响,它的体积要比任何晶体振荡器都大。OCXO主要用于移动通信基地站、国防、导航、频率计数器、频谱和网络分析仪等设备、仪表中。

 

  压控温补振荡器(VC-TCXO),由于压控振荡器的频率还是会随着温度变化而发生改变,因此,在使用温度范围宽、频率稳定度要求高的情况下,则需要对其频率温度特性进行温度补偿,从而提高其频率温度稳定度,这种晶振就是压控温补振荡器。由于其同时采用电压控制和温度补偿的技术,因此,其精度相比压控晶振和温补晶振都要高,性能也更稳定。当然成本也要更高。VC-TCXO主要应用于通讯、导航、雷达、侦察等高端领域。

 

  通过以上对最重要的几种石英晶体振荡器的描述,我们不难看出,相比石英晶体谐振器,石英晶体振荡器的精度都非常的高,而且性能非常的稳定。因此,我们可以从它们的精度和频率温度特性来区分。然而,还有一个更简单的方法,这也是为什么小编能够轻易区分它们的原因,石英晶体振荡器需要电源,也就是说,它比石英晶体谐振器多了电源电压(Vcc)这一项参数。知道了这一点,我们就能够很简单的分辨出自己需要的晶振到底是石英晶体谐振器还是石英晶体振荡器了。总而言之,带电压参数的就是石英晶体振荡器(有源晶振),而不带电压的就是石英晶体谐振器(无源晶振)。

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