晶振晶体应用的测试条件以及运用原理

晶体元件一直以来都是电子产品中不可缺少的一种,被称之为是电路的心脏,有着极其重要的作用.下面统一电子跟大家一起探讨有晶振晶体应用的测试条件以及运用原理.

多年来电子工业一直使用DIP通孔封装晶振,也就是我们所说的带有插脚的插件封装.引线插件晶体仍然是较受欢迎的封装使用类型,早期频率控制行业落后于其他电子行业,但如今很多制造商已经开发出适用的表面贴装SMD晶振封装.在应用石英晶体,贴片晶振时应考虑以下一些因素：

通孔晶振：

1.通常,组装到印刷电路板是手工操作.

2.切割引线时必须小心,以防止损坏内部的晶体.

3.焊接操作必须限制热量,以防止内部任何焊料回流.

表面贴装晶振：

1.包装标准尚未确定.

2.SMD工艺通常使部件本身更热,从而加速老化.

3.修理通常比较困难,可能需要特殊设备.

4.在设定标准包装并增加使用量之前,成本会更高.一个重要的因素可能是选择适合制造流程的包装为其他组件而建立.必须考虑上面列出的许多因素在此过程结束时防止产量低下.

产品选型指定谐振器或滤波器晶体的最重要因素是知道它将用于的电路.对于数字设备,制造商的数据表或应用说明通常非常有助于识别水晶的要求.因此在选定晶体之前,需要评估石英晶体和其他有源晶振,有源器件振荡器电路,同时也要考虑杂散电路电容和电感器件对水晶实际应用的影响.

规格应包括以下内容：

1.操作频率.

2.串联或并联操作模式.

3.如果并联,则在电路中看到负载电容.

4.串联晶振晶体的最大动态电阻或并联晶体的最大等效串联电阻.

5.参考温度（校准）和频率偏移的频率容差温度范围（漂移）或频率容差可以指定为包括在总体容差允许制造商为另一个进行权衡.

6.应规定老化或长时间的频移量.

7.如前所述,首选标准包装.包装必须兼容需要水晶.可能需要咨询制造商.

8.如果电路操作依赖于它,则需要指定Co,C1或L1要求.通常不需要为振荡器电路指定C1或L1,而Co通常是a最高要求.需要谐振器改变频率的振荡器（例如如VCXO）将需要指定Co和C1或简单地指定可拉性（频率在负载电容的指定变化时需要移位）.

9.谐振器在电路中可以达到的最大驱动电平.

10.设备在应用中暴露的任何机械冲击或振动必须是指定.

测试晶体的一种简单但非定量的方法是将晶体放置在电路中.如果这在使用该方法时,通常为制造商提供用于相关目的的电路.这个该方法只能验证石英晶体谐振器的功能,并且频率可以用频率计来测量.CI仪表（晶体阻抗计）用于测量运动特性R1,C1和L1水晶后来的型号还测量了并联电容（Co）.测量操作频率通过添加频率计数器.可以测量并联谐振的操作频率通过简单地将一个CL值的电容器与晶体串联放置然后放置它组合成CI表.这种类型的有源测试仪已得到改进和扩展（例如SaundersandAssociates）近年来.一些改进包括直接读取R1,自动插入负载电容等.

已经将两种被动测量方法开发成用于晶体测量的标准.一是EIA-512,它使用网络分析仪（或类似设备）.在这种方法中的信号和测量装置直接连接到晶体.另一个（在欧洲开发）是IEC＃444.这种方法与EIA-512非常相似,只是它使用π网络将晶体连接到信号和测量设备.两种方法都测量相位和阻抗与频率的关系来计算晶体参数.如果要使用这些方法,应研究详细标准.

振荡器需要一个谐振器和一个有源器件.通常是附加电阻电路中也需要电容器和电容器.

运作理论,必须满足两个要求才能在闭环电路中获得振荡：

1.闭环增益必须大于或等于1.

2.环路周围的相移是N*360E,其中N是整数

此外,重要的是要注意振荡电路周围元件的噪声是什么实际上开始振荡.使用的一些有源器件是分立晶体管,场效应晶体管,运算放大器和数字门.常见的晶体管电路如图9所示（colpitts振荡器）.

使谐振器与振荡器电路匹配是制造商的责任.在设计中石英晶体在与振荡器电路结合之前没有封闭,制造商可以最终调整电路.这消除了由于电路变化引起的频率偏移.振荡器电路通常是缓冲,因此负载的变化不会对频率稳定性产生很大影响.