《晶振和電阻元器件》的特性分析

一、晶振分爲有源晶振無源晶振兩種。有源晶振一般爲單端輸出,無源晶振一般爲雙端輸出。晶振被人們稱爲電路系統的心臟,一旦心臟停止跳動,整個電路板可能出現癱瘓。因此晶振的質量問題是很多廠商放在首位的考慮對象。常用的晶振電路如下圖所示。

晶振的關鍵參數包括:晶振頻率頻率容差溫度頻差負載電容等效串聯電阻

1. 晶振頻率:晶振常用標稱頻率爲1-200MHz之間,更高的輸出頻率也常用PLL將低頻進行倍頻至1GHz以上,我們稱之爲標稱頻率。晶體頻率是首要考慮的晶振參數。

2. 頻率容差:輸出信號的頻率不可避免會有一定的偏差,稱之爲頻率誤差,用單位ppm來表示,即百萬分之一。它是相對標稱頻率的變化量,此值越小表示精度越高。例如:12MHz晶振偏差爲正負20ppm表示:它的頻率偏差爲12*20=正負240Hz。

3. 溫度頻差:溫度偏差表示在特定溫度範圍內,工作頻率相對於基準溫度時的工作頻率的允許偏離值,單位也爲ppm。

4. 負載電容負載電容(CL)是關係到振盪迴路能否正常的外圍可調整器件。它是電路中跨接晶體兩端的總的有效電容(注意:這個不是晶振的外接電容,而是外接電容雜散電容的總合)。

其計算公式爲: CL = \frac{Cg*Cd}{(Cg+Cd)}+Cs  

其中CL爲負載電容,Cg和Cd爲外接電容,Cs爲雜散電容(寄生電容)。在實際晶振的手冊中,一般會標註CL和Cs的具體數值,因此對於用戶來說,只需要計算出Cg和Cd即可,一般晶振的外接電容的數值爲12.5pF、16pF、22pF、30pF等。只有當CL爲手冊標稱的數值時,其晶振的輸出頻率和頻率誤差才滿足手冊的標定值。(注:上圖的C1和C5便是Cg和Cd的值)

5. 等效串聯電阻:等效串聯電阻就是ESR。這個值越小越好,越小晶振越容易起振;但是越小晶振的製造技術和工藝水平要求越高,價格也就越高。


二、電阻是電子產品中應用最爲廣泛的元器件之一,起到阻礙電流的作用。電阻的伏安特性曲線是線性的

電阻的關鍵參數包括:阻值允許誤差額定功率溫度係數

1. 阻值:電阻器上標示的電阻值。

2. 允許誤差:標稱阻值與實際阻值的差值跟標稱阻值之比的百分數稱爲阻值偏差,它表示電阻器的精度。例如:正負0.5%、正負1%、正負5%、正負10%、正負20%等精度。

3. 額定功率:電阻器長期正常工作所允許耗散的最大功率。例如:1/20W、1/8W、1/4W、1/2W、1W、4W、8W等功率。

4. 溫度係數:溫度每變化1攝氏度所引起的電阻值的相對變化。溫度係數越小,電阻的穩定性越好。阻值隨溫度升高而增大的爲正溫度係數;阻值隨溫度升高而減小的爲負溫度係數。一般在精密測量領域(例如電阻作爲電流測量使用),對電阻的溫度係數要求較高,以保證測量的準確性。

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