剖析Oscillator的電路工作與使用范圍
來(lái)源:http://m.netflixyz.com 作者:金洛鑫電子 2019年03月08
作為現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中,不可缺少的一種元器件,Oscillator在業(yè)界一直備受關(guān)注,廣大頻率元件制造商,也在不斷的突破新技術(shù),直到現(xiàn)在,仍有許多工程師在研究振蕩器的電路和工作原理。我們都知道石英晶體振蕩器的工作特性是頻率振蕩,比起普通的晶體,振蕩器多了很多優(yōu)勢(shì),比較說(shuō)不用外接電源就可以通電,并轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,對(duì)任何產(chǎn)品來(lái)說(shuō)都很重要。Oscillator市面上常見(jiàn)的大部分都是四個(gè)焊腳的,每個(gè)腳的用處都不一樣,在業(yè)內(nèi)有一種說(shuō)法:一腳懸空,二腳接地,三腳接輸出,四腳接電壓。即使不用配置復(fù)雜的電路,但穩(wěn)定性,信號(hào)都比較好。
晶體振蕩器是電子振蕩器電路,用于壓電材料的振動(dòng)晶體的機(jī)械共振。它將產(chǎn)生具有給定頻率的電信號(hào)。該頻率通常用于跟蹤時(shí)間,例如:腕表用于數(shù)字集成電路,以提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào),也用于穩(wěn)定無(wú)線電發(fā)射器和接收器的頻率.Quartz晶體主要用于射頻(RF)振蕩器。石英晶體是最常見(jiàn)的壓電諧振器類型,在我們使用它們的振蕩器電路中,因此它被稱為晶體振蕩器。必須設(shè)計(jì)晶體振蕩器以提供負(fù)載電容。 有不同類型的振蕩器電子電路正在使用它們是:線性振蕩器-哈特利振蕩器,相移振蕩器,阿姆斯特朗振蕩器,克拉普振蕩器,科爾皮茲振蕩器。弛豫振蕩器-Royer振蕩器,環(huán)形振蕩器,多諧振蕩器和壓控振蕩器(VCO)。很快我們將詳細(xì)討論晶體振蕩器,晶體振蕩器的工作和應(yīng)用。
晶體振蕩器:
通常雙極晶體管或FET用于構(gòu)造石英晶體振蕩器電路。這是因?yàn)檫\(yùn)算放大器可用于低于100KHz的不同低頻振蕩器電路,但運(yùn)算放大器不具有工作帶寬。在高于1MHz的晶體上匹配的問(wèn)題將是一個(gè)問(wèn)題。為克服這個(gè)問(wèn)題,設(shè)計(jì)了Colpitts晶體振蕩器。它將在更高的頻率下工作。在這個(gè)振蕩器中,提供反饋振蕩的LC振蕩電路已被石英晶體取代。
晶體振蕩器電路圖
晶體振蕩器工作:
晶體振蕩器電路通常工作在逆壓電效應(yīng)的原理上。施加的電場(chǎng)將在一些材料上產(chǎn)生機(jī)械變形。因此,它利用振動(dòng)晶振的機(jī)械共振,該機(jī)械共振由壓電材料制成,用于產(chǎn)生特定頻率的電信號(hào)。通常石英晶體振蕩器是高度穩(wěn)定的,由良好的品質(zhì)因數(shù)(Q)組成,它們尺寸小,并且經(jīng)濟(jì)上相關(guān)。因此,與諸如LC電路,轉(zhuǎn)向叉的其他諧振器相比,石英晶體振蕩器電路更優(yōu)越。通常在微處理器和微控制器中,我們使用8MHz晶體振蕩器。
等效電路也描述了晶體的晶體作用。只需看看上面顯示的等效電路圖。電路中使用的基本元件,電感L表示晶體質(zhì)量,電容C2表示順應(yīng)性,C1用于表示由于晶體的機(jī)械成型而形成的電容,電阻R表示晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)摩擦,石英晶體振蕩器電路圖由兩個(gè)諧振組成,例如串聯(lián)和并聯(lián)諧振,即兩個(gè)諧振頻率。 當(dāng)電容C1產(chǎn)生的電抗與電感L產(chǎn)生的電抗相等且相反時(shí),發(fā)生串聯(lián)諧振.fr和fp分別代表串聯(lián)和并聯(lián)諧振頻率,'fr'和'fp'的值可以通過(guò)使用來(lái)確定以下公式如下圖所示。上圖描述了等效電路,諧振頻率的曲線圖,諧振頻率的公式。
晶體振蕩器的使用:
通常,我們知道,在微處理器和微控制器的設(shè)計(jì)中,OSC晶振用于提供時(shí)鐘信號(hào)。例如,讓我們考慮8051微控制器,在這個(gè)特定的控制器中,外部晶體振蕩器電路將工作在12MHz,這是必不可少的,即使這個(gè)8051微控制器(基于型號(hào))能夠工作在40MHz(最大)必須提供12MHz在大多數(shù)情況下,因?yàn)閷?duì)于機(jī)器周期8051需要12個(gè)時(shí)鐘周期,所以在1MHz(取12MHz時(shí)鐘)到3.33MHz(取最大40MHz時(shí)鐘)時(shí)給出有效循環(huán)速率。該特定晶體振蕩器具有1MHz至3.33MHz的循環(huán)速率,用于產(chǎn)生所有內(nèi)部操作同步所需的時(shí)鐘脈沖。晶體振蕩器在各種領(lǐng)域有各種應(yīng)用,下面給出一些晶體振蕩器應(yīng)用。
ColpittsCrystalOscillator應(yīng)用程序:
Colpitts Oscillator用于在非常高的頻率下產(chǎn)生正弦輸出信號(hào)。這種石英晶體振蕩器可以用作不同類型的傳感器,例如溫度傳感器由于我們?cè)贑olpitts電路中使用的SAW器件,它直接從其表面感應(yīng)。
阿姆斯壯晶體振蕩器的應(yīng)用:
該電路直到20世紀(jì)40年代才流行。這些廣泛用于再生無(wú)線電接收器。在該輸入中,來(lái)自天線的射頻信號(hào)通過(guò)附加繞組磁耦合到諧振電路中,并且減少反饋以獲得反饋回路中的控制。最后,它產(chǎn)生一個(gè)窄帶射頻濾波器和放大器。在這個(gè)有源的貼片石英晶振中,LC諧振電路被反饋回路取代。 在軍事和航空航天領(lǐng)域:
對(duì)于高效的通信系統(tǒng),晶體振蕩器用于軍事和航空航天。該通信系統(tǒng)是建立在導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航目的和電子戰(zhàn)。
在研究和測(cè)量:
晶體振蕩器用于天體導(dǎo)航和空間跟蹤目的的研究和測(cè)量,用于醫(yī)療設(shè)備和測(cè)量?jī)x器。
晶體振蕩器的工業(yè)應(yīng)用:
晶體振蕩器有許多工業(yè)應(yīng)用。它們廣泛用于計(jì)算機(jī),儀器儀表,數(shù)字系統(tǒng),鎖相環(huán)系統(tǒng),調(diào)制解調(diào)器,船舶,電信,傳感器以及磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中。Crystal Oscillator還用于引擎控制,時(shí)鐘和計(jì)算機(jī),立體聲以及GPS系統(tǒng)。這是一個(gè)汽車應(yīng)用程序。石英晶體振蕩器用于許多消費(fèi)品中。例如,有線電視系統(tǒng),攝像機(jī),個(gè)人計(jì)算機(jī),玩具和視頻游戲,蜂窩電話,無(wú)線電系統(tǒng)。這是Crystal Oscillator的消費(fèi)者應(yīng)用。
這就是什么是晶體振蕩器,它的工作和應(yīng)用。我們相信本文中提供的信息有助于您更好地理解這一概念。此外,如果您對(duì)本文有任何疑問(wèn)或有任何實(shí)施電氣和電子項(xiàng)目的幫助,您可以通過(guò)以下評(píng)論部分的評(píng)論來(lái)與我們聯(lián)系。這是一個(gè)問(wèn)題,晶體振蕩器的主要功能是什么?
振蕩器的成本通常都比諧振器高,因?yàn)樗募夹g(shù)要求和性能更高,滿足更多中高端產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案需求,而且Oscillator的選擇有很多種,不同產(chǎn)品可以根據(jù)自身的要求選擇不同外形,功能,性能的振蕩器。甚至可以滿足產(chǎn)品高頻率的要求,從1.000MHz~1000.000MHz都有對(duì)應(yīng)的料號(hào)。金洛鑫電子提供臺(tái)灣,日本,歐洲,美國(guó)的進(jìn)口晶振品牌型號(hào)供選,和晶振訂購(gòu),售后,樣品,技術(shù)支持等一站式服務(wù)!
晶體振蕩器是電子振蕩器電路,用于壓電材料的振動(dòng)晶體的機(jī)械共振。它將產(chǎn)生具有給定頻率的電信號(hào)。該頻率通常用于跟蹤時(shí)間,例如:腕表用于數(shù)字集成電路,以提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào),也用于穩(wěn)定無(wú)線電發(fā)射器和接收器的頻率.Quartz晶體主要用于射頻(RF)振蕩器。石英晶體是最常見(jiàn)的壓電諧振器類型,在我們使用它們的振蕩器電路中,因此它被稱為晶體振蕩器。必須設(shè)計(jì)晶體振蕩器以提供負(fù)載電容。 有不同類型的振蕩器電子電路正在使用它們是:線性振蕩器-哈特利振蕩器,相移振蕩器,阿姆斯特朗振蕩器,克拉普振蕩器,科爾皮茲振蕩器。弛豫振蕩器-Royer振蕩器,環(huán)形振蕩器,多諧振蕩器和壓控振蕩器(VCO)。很快我們將詳細(xì)討論晶體振蕩器,晶體振蕩器的工作和應(yīng)用。
晶體振蕩器:
通常雙極晶體管或FET用于構(gòu)造石英晶體振蕩器電路。這是因?yàn)檫\(yùn)算放大器可用于低于100KHz的不同低頻振蕩器電路,但運(yùn)算放大器不具有工作帶寬。在高于1MHz的晶體上匹配的問(wèn)題將是一個(gè)問(wèn)題。為克服這個(gè)問(wèn)題,設(shè)計(jì)了Colpitts晶體振蕩器。它將在更高的頻率下工作。在這個(gè)振蕩器中,提供反饋振蕩的LC振蕩電路已被石英晶體取代。
晶體振蕩器電路圖
晶體振蕩器電路通常工作在逆壓電效應(yīng)的原理上。施加的電場(chǎng)將在一些材料上產(chǎn)生機(jī)械變形。因此,它利用振動(dòng)晶振的機(jī)械共振,該機(jī)械共振由壓電材料制成,用于產(chǎn)生特定頻率的電信號(hào)。通常石英晶體振蕩器是高度穩(wěn)定的,由良好的品質(zhì)因數(shù)(Q)組成,它們尺寸小,并且經(jīng)濟(jì)上相關(guān)。因此,與諸如LC電路,轉(zhuǎn)向叉的其他諧振器相比,石英晶體振蕩器電路更優(yōu)越。通常在微處理器和微控制器中,我們使用8MHz晶體振蕩器。
等效電路也描述了晶體的晶體作用。只需看看上面顯示的等效電路圖。電路中使用的基本元件,電感L表示晶體質(zhì)量,電容C2表示順應(yīng)性,C1用于表示由于晶體的機(jī)械成型而形成的電容,電阻R表示晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)摩擦,石英晶體振蕩器電路圖由兩個(gè)諧振組成,例如串聯(lián)和并聯(lián)諧振,即兩個(gè)諧振頻率。 當(dāng)電容C1產(chǎn)生的電抗與電感L產(chǎn)生的電抗相等且相反時(shí),發(fā)生串聯(lián)諧振.fr和fp分別代表串聯(lián)和并聯(lián)諧振頻率,'fr'和'fp'的值可以通過(guò)使用來(lái)確定以下公式如下圖所示。上圖描述了等效電路,諧振頻率的曲線圖,諧振頻率的公式。
晶體振蕩器的使用:
通常,我們知道,在微處理器和微控制器的設(shè)計(jì)中,OSC晶振用于提供時(shí)鐘信號(hào)。例如,讓我們考慮8051微控制器,在這個(gè)特定的控制器中,外部晶體振蕩器電路將工作在12MHz,這是必不可少的,即使這個(gè)8051微控制器(基于型號(hào))能夠工作在40MHz(最大)必須提供12MHz在大多數(shù)情況下,因?yàn)閷?duì)于機(jī)器周期8051需要12個(gè)時(shí)鐘周期,所以在1MHz(取12MHz時(shí)鐘)到3.33MHz(取最大40MHz時(shí)鐘)時(shí)給出有效循環(huán)速率。該特定晶體振蕩器具有1MHz至3.33MHz的循環(huán)速率,用于產(chǎn)生所有內(nèi)部操作同步所需的時(shí)鐘脈沖。晶體振蕩器在各種領(lǐng)域有各種應(yīng)用,下面給出一些晶體振蕩器應(yīng)用。
ColpittsCrystalOscillator應(yīng)用程序:
Colpitts Oscillator用于在非常高的頻率下產(chǎn)生正弦輸出信號(hào)。這種石英晶體振蕩器可以用作不同類型的傳感器,例如溫度傳感器由于我們?cè)贑olpitts電路中使用的SAW器件,它直接從其表面感應(yīng)。
Colpitts Crystal Oscillator
Colpitts振蕩器的應(yīng)用主要涉及使用各種頻率的頻率。也用于無(wú)阻尼和連續(xù)振蕩條件。使用Colpitts電路中的某些器件,我們可以實(shí)現(xiàn)更高的溫度穩(wěn)定性和高頻率。Colpitts用于開(kāi)發(fā)移動(dòng)通信和無(wú)線電通信。阿姆斯壯晶體振蕩器的應(yīng)用:
該電路直到20世紀(jì)40年代才流行。這些廣泛用于再生無(wú)線電接收器。在該輸入中,來(lái)自天線的射頻信號(hào)通過(guò)附加繞組磁耦合到諧振電路中,并且減少反饋以獲得反饋回路中的控制。最后,它產(chǎn)生一個(gè)窄帶射頻濾波器和放大器。在這個(gè)有源的貼片石英晶振中,LC諧振電路被反饋回路取代。 在軍事和航空航天領(lǐng)域:
對(duì)于高效的通信系統(tǒng),晶體振蕩器用于軍事和航空航天。該通信系統(tǒng)是建立在導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航目的和電子戰(zhàn)。
在研究和測(cè)量:
晶體振蕩器用于天體導(dǎo)航和空間跟蹤目的的研究和測(cè)量,用于醫(yī)療設(shè)備和測(cè)量?jī)x器。
晶體振蕩器的工業(yè)應(yīng)用:
晶體振蕩器有許多工業(yè)應(yīng)用。它們廣泛用于計(jì)算機(jī),儀器儀表,數(shù)字系統(tǒng),鎖相環(huán)系統(tǒng),調(diào)制解調(diào)器,船舶,電信,傳感器以及磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中。Crystal Oscillator還用于引擎控制,時(shí)鐘和計(jì)算機(jī),立體聲以及GPS系統(tǒng)。這是一個(gè)汽車應(yīng)用程序。石英晶體振蕩器用于許多消費(fèi)品中。例如,有線電視系統(tǒng),攝像機(jī),個(gè)人計(jì)算機(jī),玩具和視頻游戲,蜂窩電話,無(wú)線電系統(tǒng)。這是Crystal Oscillator的消費(fèi)者應(yīng)用。
這就是什么是晶體振蕩器,它的工作和應(yīng)用。我們相信本文中提供的信息有助于您更好地理解這一概念。此外,如果您對(duì)本文有任何疑問(wèn)或有任何實(shí)施電氣和電子項(xiàng)目的幫助,您可以通過(guò)以下評(píng)論部分的評(píng)論來(lái)與我們聯(lián)系。這是一個(gè)問(wèn)題,晶體振蕩器的主要功能是什么?
振蕩器的成本通常都比諧振器高,因?yàn)樗募夹g(shù)要求和性能更高,滿足更多中高端產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案需求,而且Oscillator的選擇有很多種,不同產(chǎn)品可以根據(jù)自身的要求選擇不同外形,功能,性能的振蕩器。甚至可以滿足產(chǎn)品高頻率的要求,從1.000MHz~1000.000MHz都有對(duì)應(yīng)的料號(hào)。金洛鑫電子提供臺(tái)灣,日本,歐洲,美國(guó)的進(jìn)口晶振品牌型號(hào)供選,和晶振訂購(gòu),售后,樣品,技術(shù)支持等一站式服務(wù)!
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