一文了解晶振

文摘   2024-10-15 21:31   广东  
晶振的工作原理

在石英晶体的两个电极上施加电场会使晶体产生机械变形,反之,如果在晶体两侧施加机械压力就会在晶体上产生电场。基于这种特性,在晶体的两侧施加交变电压,晶片就会产生周期性的压缩和延伸,并在电极上产生电压。这种振动和电压一般很小,但是在某个特定的电场频率下会产生共振现象,振幅明显加大。利用此效应可以使晶体以其固有频率振动,产生高精度振荡频率,等效于一个串联的RLC电路。

晶振的分类

按照晶振的功能和实现技术的不同,分为有源晶振和无源晶振,有源晶振在稳定性等方面好于无源晶振。

无源晶振也称为晶体谐振器,在电路中需要借助外部电路起振,自身无法起振。

有源晶振由石英晶体加震荡片组成的,也称为晶体振荡器。有源晶振不使用主芯片内部的振荡器,接通电源后可直接输出晶体振荡频率,在稳定度等方面好于无源晶振,但价格更高。

有源晶振

有源晶振按功能和实现技术的不同,又可分为温度补偿晶振(TCXO)、压控晶振(VCXO)、普通晶振(XO)、恒温晶振(OCXO)。

温度补偿晶体振荡器  TCXO
特点:通过附加的温度补偿电路使由周围温度变化产生的振荡频率变化量削减的一种石英晶体振荡器。
频率范围:1MHz-160MHz
应用:测试设备

电压控制晶体振荡器  VCXO
特点:通过施加外部控制电压使振荡频率可变或是可以调制的石英晶体振荡器。
频率范围:1MHz-200MHz
应用:移频直放站、测试设备、蜂窝基站

恒温控制晶体振荡器  OCXO
特点: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。
频率范围:1MHz-160MHz
应用: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。

无源晶振

根据频率不同,分为低频和高频晶振。

低频(音叉)晶体谐振器
频率:KHz级,32.768KHZ频率较为普遍
尺寸:3215、2012、1610等。

高频晶体谐振器
频率:MHz级、百MHz-GMHz 级
尺寸:M3225、M2520、M2016、49U/S 等。

全球晶振前十大厂商

台系和日本厂商占据全球晶振市场的主要份额。
日本晶振厂商占据了全球晶振市场的主要份额,全球前5名中有4 家来自日本,NDK占据汽车领域市场份额超过50%,中国台湾的TXC排名全球第一。
国内主要的晶体厂商有泰晶、惠伦、晶赛科技和东晶电子,其中泰晶是大陆第一大晶振厂商。

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