拉動晶體諧振器諧振頻率的基礎
在某些情況下,必須能夠修整或“拉”晶體諧振器的諧振頻率,以適應諧振頻率可能需要的微小變化。在很多情況下可能需要這樣做,并且這樣做可以將晶體諧振器的出色性能(在穩定性和Q方面)與晶體振蕩器頻率的微小變化相結合。自然地,微調頻率的能力確實會降低晶體的性能,但對于大多數用途而言,仍然綽綽有余。
盡管過去使用VXO,可變晶體振蕩器來手動改變晶體振蕩器的頻率,但今天更常見的用法是用于VCXO的壓控晶體振蕩器,這些振蕩器用于高精度溫補晶振TCXO,窄帶鎖相環和其他應用程序的數量。頻率調整以多種不同方式使用。它們可用于溫度補償晶體振蕩器TCXO,其中溫度傳感器用于為補償隨溫度漂移的電路供電。它可以用于定期根據高精度標準手動校準振蕩器,也可以用于根據非空中標準(例如GPS)以電子方式調整振蕩器的頻率。
晶體諧振器是一種調諧電路,其性能可以通過更常用的電子組件進行仿真。
由于可以看到等效電路中的不同電子組件如何共同反應,因此該等效電路可深入了解其工作原理。
在該等效電路中,可以將不同的電子組件等同于石英晶體諧振器的功能元件。
L: 電感源自材料的質量。
C1: 此電容來自晶體的柔度。
R: 此元素來自系統中的損耗。其中*大的是晶體機械振動的摩擦損失。
Co: 理論石英等效電路中的此電容是由晶體元件電極之間的電容引起的。這通常稱為并聯電容。
除了等效電路中所示的電子組件外,還需要在電子電路設計中提供一個稱為負載電容的外部電容,以使晶體以其諧振頻率振動。
該負載電容在晶振的數據表中指定,并且是訂購時需要指定的參數之一。常用值為20pF和30pF。
當以并聯運行模式運行時,負載電容會對晶體的諧振頻率產生明顯影響。當晶振以串聯模式工作時,它的確起作用,但是負載電容器的作用要小得多。
可以如下表示拉晶的公式:
其中:
Δf=上拉頻率或負載頻率與串聯諧振頻率之間的差fs
C L =負載電容
還可以根據負載電容每微微法拉變化的頻移來計算晶體的平均可拉性。
可以看出,有必要了解并聯電容,運動電容和負載電容以實現此目的。在這些數字可用的情況下,這可能非常有用。
Δf的極*實際上取決于晶體的Q,它與等效電路中電子元件的值以及負載電容有關。
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