各種諧振器用于電子領域的大量應用中。在這些諧振器中,兩種主要使用的材料是石英晶體和陶瓷(制造陶瓷諧振器)。石英晶體用于晶體振蕩器,陶瓷用于陶瓷諧振器。它們都具有相同的特性,即當向它們提供輸入電壓時通過振動來產生振蕩頻率。但是它們兩個也有一些差異,這些差異將它們區分開來,也因此將它們應用于不同的應用程序。
什么是晶體振蕩器?
振蕩器是在調諧電路的幫助下產生振蕩頻率的電路。同樣,晶體振蕩器是一種電子電路或設備,它借助晶體而不是調諧電路來產生穩定的頻率。晶體振動時,它就像一個諧振器,因此會產生一個振蕩頻率。諧振器電路使用晶體代替產生振蕩,因此被稱為晶體振蕩器(簡稱晶振,Crystal Oscillator)。晶振的符號及電路如下圖所示:
什么是陶瓷諧振器?
與晶體振蕩器類似,陶瓷諧振器也是一種電子電路或設備,利用陶瓷作為諧振壓電材料來產生振蕩頻率的輸出。這種材料可以具有兩個或多個電極,當連接到振蕩器電路時會產生機械振動并因此產生特定頻率的振蕩信號。諧振器的電路類似于晶體振蕩器的電路,如下圖所示:
當諧振器工作時,由于壓電材料(即陶瓷)的機械振動而產生振蕩電壓,然后將振蕩電壓作為輸出。
晶體振蕩器與諧振器
盡管它們具有相同的工作過程并產生頻率振蕩作為輸出,但它們在性能上有一些不同,因此振蕩器在許多情況下取代了諧振器:
§頻率范圍- 晶體振蕩器的 Q 因子比陶瓷諧振器高得多,晶體振蕩器的頻率范圍為 10 kHz – 100 MHz,而陶瓷諧振器的頻率范圍為 190 kHz – 50 MHz
§輸出- 晶體振蕩器提供高穩定性頻率輸出,陶瓷諧振器也提供穩定性輸出,但晶體振蕩器相比更好一點。在輸出頻率精度方面,晶體振蕩器提供比陶瓷諧振器更準確的輸出,陶瓷諧振器對溫度等參數很敏感。振蕩器的精度為 10ppm-1000ppm(1ppm 百萬分之一),而諧振器的精度為 0.1% - 1%。
§參數的影響- 對于陶瓷諧振器,陶瓷材料的厚度將決定輸出諧振頻率,而對于晶體振蕩器,諧振頻率輸出取決于材料中聲音的大小、形狀、彈性和速度。溫度對晶體振蕩器的影響非常低,即使溫度發生變化,它們也非常穩定,而溫度對陶瓷諧振器的影響比晶體振蕩器大一點。對于石英晶體振蕩器,輸出特性取決于振動模式和切割晶體的角度,而在陶瓷諧振器中主要是厚度影響更大。
§容差和靈敏度- 晶體振蕩器對沖擊和振動的耐受性較低,而陶瓷諧振器的耐受性相對較高。晶體振蕩器具有低 ESD(靜電放電)受耐性,而陶瓷諧振器具有高 ESD受耐性。振蕩器比諧振器更敏感,靈敏度可以在輻射方面進行比較。石英的頻率容差為 0.001%,而 PZT 的容差為 0.5%。
§電容器依賴性- 諧振器可能有內部電容器或有時需要外部電容器,而振蕩器需要外部電容器,它們的值取決于設計的晶體。
§使用的材料- 晶體振蕩器由石英作為壓電諧振器材料制成,而陶瓷諧振器由鈦酸鉛鋯 (PZT) 制成,這種材料被稱為高穩定性壓電陶瓷材料。晶體振蕩器比陶瓷諧振器制造難度更高。
應用- 陶瓷諧振器用于頻率穩定性要求不高的微處理器應用中,而晶體振蕩器的使用性更廣,可以在計算機到帶有電子元件的兒童玩具等產品中看到他們的身影。諧振器適用于低速串行端口通信,而晶體振蕩器的頻率可用于支持高速串行通信。諧振器沒有可用于高速串行端口通信的頻率。在基于時鐘的應用方面,諧振器不太適合實時時鐘/計時/掛鐘,而如果使用可變電容器進行調諧,振蕩器可能適合計時/RTC/掛鐘,如果不調諧,預計每年會有幾分鐘的漂移。
-
晶振
+關注
關注
34文章
2825瀏覽量
67902 -
晶體振蕩器
+關注
關注
9文章
616瀏覽量
29058 -
陶瓷諧振器
+關注
關注
0文章
22瀏覽量
9530
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論