晶振

晶振-基本概述晶振 晶体全称为晶体振荡器, 其作用在于产生原始的时钟频率, 这个频率经过频率发生器的放大 或缩小后就成了电脑中各种不同的总线频率。以声卡为例,要实现对模拟信号 44.1kHz 或 48kHz 的采样, 频率发生器就必须提供一个 44.1kHz 或 48kHz 的时钟频率。 如果需要对这两 种音频同时支持的话,声卡就需要有两颗晶振。但是娱乐级声卡为了降低成本,通常都采用 SRC 将输出的采样频率固定在 48kHz,但是 SRC 会对音质带来损害,而且现在的娱乐级声 卡都没有很好地解决这个问题。 晶振一般叫做晶体谐振器,是一种机电器件晶振, 是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并 镀上电极焊上引线做成。这种晶体有一个很重要的特性,如果给他通电,他就会产生机械振 荡,反之,如果给他机械力,他又会产生电,这种特性叫机电效应。他们有一个很重要的特 点,其振荡频率与他们的形状,材料,切割方向等密切相关。由于石英晶体化学性能非常稳 定, 热膨胀系数非常小, 其振荡频率也非常稳定, 由于控制几何尺寸可以做到很精密, 因此, 其谐振频率也很准确。根据石英晶体的机电效应,我们可以把它等效为一个电磁振荡回路, 即谐振回路。

他们的机电效应是机-电-机-电..的不断转换,由电感和电容组成的谐振回路是 电场-磁场的不断转换。在电路中的应用实际上是把它当作一个高 Q 值的电磁谐振回路。由 于石英晶体的损耗非常小,即 Q 值非常高,做振荡器用时,可以产生非常稳定的振荡,作 滤波器用,可以获得非常稳定和陡削的带通或带阻曲线。 晶振-主要参数参数 基本描述 频率准确度 在标称电源电压、标称负载阻抗、基准温度(252℃)以及其他条件保持不变, 晶体振荡器的频率相对与其规定标称值的最大允许偏差,即(fmax-fmin)/f0; 温度稳定度 其他条件保持不变,在规定温度范围内晶体振荡器输出频率的最大变化量相对 于温度范围内输出频率极值之和的允许频偏值,即(fmax-fmin)/(fmax+fmin) ; 频率调节范围 通过调节晶振的某可变元件改变输出频率的范围。 调频(压控)特性 包括调频频偏、调频灵敏度、调频线性度。 ①调频频偏:压控晶体振荡器控制电压由标称的最大值变化到最小值时输出频率差。 ②调频灵敏度:压控晶体振荡器变化单位外加控制电压所引起的输出频率的变化量。 ③调频线性度:是一种与理想直线(最小二乘法)相比较的调制系统传输特性的量度。

负载特性 其他条件保持不变,负载在规定变化范围内晶体振荡器输出频率相对于标称负载 下的输出频率的最大允许频偏。 电压特性 其他条件保持不变,电源电压在规定变化范围内晶体振荡器输出频率相对于标称 电源电压下的输出频率的最大允许频偏。 杂波 输出信号中与主频无谐波 (副谐波除外) 关系的离散频谱分量与主频的功率比, dBc 用 表示。 谐波 谐波分量功率 Pi 与载波功率 P0 之比,用 dBc 表示。 频率老化 在规定的环境条件下,由于元件(主要是石英谐振器)老化而引起的输出频率随时间的系统漂移过程。通常用某一时间间隔内的频差来量度。对于高稳定晶振,由于输出频 率在较长的工作时间内呈近似线性的单方向漂移, 往往用老化率 (单位时间内的相对频率变 化)来量度。 日波动 指振荡器经过规定的预热时间后,每隔一小时测量一次,连续测量 24 小时,将测试 数据按 S=(fmax-fmin)/f0 式计算,得到日波动。 开机特性 在规定的预热时间内,振荡器频率值的最大变化,用 V=(fmax-fmin)/f0 表示。 相位噪声 短期稳定度的频域量度。用单边带噪声与载波噪声之比(f)表示,(f)与噪 声起伏的频谱密度 Sφ(f)和频率起伏的频谱密度 Sy(f)直接相关,由下式表示: f2S(f)=f02Sy(f)=2f2(f) f—傅立叶频率或偏离载波频率;f0—载波频率。


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