石英晶體振蕩器仿真電路設計

2020-12-08 電子發燒友

石英晶體振蕩器仿真電路設計

周碧俊 發表於 2018-08-07 17:09:06

石英晶體振蕩器有並聯型晶體振蕩器和串聯型晶體振蕩器兩類。

並聯型晶體振蕩器中，石英晶體以並聯諧振的形式出現，起電感作用。

串聯型晶體振蕩器中，石英晶體以串聯諧振的形式出現，起電阻作用

石英振蕩器電路實例

石英晶體振蕩器是利用石英晶體壓電效應製成的一種諧振器件；圖3是其等效電路，Lq，Cq為晶片振動時的等效動態電感和電容，Rq等效為晶片振動時的摩擦損耗，C0為靜態電容。石英晶體有兩個諧振頻率。串聯上支路發生串聯諧振時的頻率：

由於C0很小，諧振等效阻抗近似為Rq，呈純阻性，其阻值很小。當頻率高於fs小於fp時。串聯上支路呈感性，並與C0發生並聯諧振，其諧振頻率：

式中C為C0和Cq串聯後的電容。

由上述分析；石英晶體工作在略高於呈感性的頻段內，用來作為三點式電路中的迴路電感，構成並聯晶體振蕩器；工作在fs上，等效為串聯諧振電路，構成串聯晶體振蕩器。設計並聯型石英晶體振蕩器如圖4所示

振蕩電路的選頻網絡由石英晶體和C3，C4組成。振蕩頻率可表示為：

振蕩頻率基本由晶體固有頻率決定，與C』的關係很小，即由電容C1，C2不穩定而引起的頻率漂移很小，振蕩頻率穩定度很高。在Orcad／PSpice中對電路進行瞬態分析，Probe中可清晰地看到晶體振蕩發生電路的穩幅波形，如圖5所示。

振蕩頻率基本由晶體固有頻率決定，與C』的關係很小，即由電容C1，C2不穩定而引起的頻率漂移很小，振蕩頻率穩定度很高。在Orcad／PSpice中對電路進行瞬態分析，Probe中可清晰地看到晶體振蕩發生電路的穩幅波形，如圖5所示。

打開APP閱讀更多精彩內容

聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴

相關焦點

  • 石英晶體震蕩器周圍電路的噪聲發生源
    石英晶體震蕩器周圍的電路結構及設計對系統能否最大程度發揮功能起著重要的作用。特別是石英晶體震蕩器周圍電路，由於將在搭載數字電路的基板上以最高速度開始工作，較易產生噪音，所以設計電路之際必須對此十分注意。作為降低噪音電路設計的指南，本文將就使用石英晶體震蕩器的周圍電路設計中的噪音對策進行講解。
  • RC振蕩器和晶體振蕩器的優缺點和電路圖分析
    今天我們介紹的是振蕩器中比較常見的兩種，RC振蕩器和晶體振蕩器 RC振蕩器和晶振 RC振蕩器： 在振蕩電路中的頻率選擇部分可以只用電阻和電容構成。 這種只用電阻和電容構成的振蕩器稱為RC振蕩器 。 晶振： 只要在晶體板極上施加交變電壓，就會使晶片產生機械變形振動，此現象即所謂逆壓電效應。
  • 射頻接收系統晶體振蕩電路的設計與分析
    關鍵詞 射頻 晶體振蕩器 SPICE模擬 工程估算 　　隨著通信技術的快速發展，振蕩器的研究、設計和技術得到了很大的發展。振蕩電路的確定　　對振蕩電路的選擇取決於對工作頻率、頻率穩定度的要求，同時還要考慮射頻接收小型化、低功耗及其他要求。晶體振蕩電路應設計成結構簡單、功耗小、調試方便並且頻率可以微調的電路。經過分析，確定採用如圖1所示的結構。該電路為電容三點式振蕩，是串聯式晶體振蕩電路。
  • 時鐘晶體振蕩器作用是什麼 時鐘晶體振蕩器種類
    時鐘晶體振蕩器作用是什麼 時鐘晶體振蕩器種類 周碧俊 發表於 2018-08-07 11:51:32 晶振是石英振蕩器的簡稱，英文名為Crystal，它是時鐘電路中最重要的部件
  • 盤點振蕩器生成精確時鐘源的幾種設計方案
    所涵蓋的主題包括：　　振蕩器 - 振蕩的基本標準　　● 石英晶體振蕩器　　● Q因子及其重要性　　● 不同類型的晶體振蕩器　　本文後續部分將包含設計並且提供有關以下方面的詳細說明：　　● 皮爾斯晶體振蕩器(XO)　　● 電壓控制振蕩器(VCXO)　　● 溫度控制振蕩器(TCXO)
  • 基於虛擬實驗平臺的模擬電子技術課程設計開發與仿真
    音頻信號發生器的設計實例，基於虛擬實驗平臺進行設計及仿真，得到了振蕩器起振及等幅振蕩過程的正確結果。另外，有助於學生熟悉各種電子器件，掌握電路的設計基本程序和方法，學會布線、組裝、測量、分析、調試等基本技能。理論知識告訴我們，任何複雜的電路，都是由簡單的單元電路組合而成的。所以，要設計一個複雜的模擬電子系統，可以分解為若干具有基本功能的電路，如放大器、振蕩器、整流器、波形變換電路等，然後分別對這些單元電路進行設計。使一個複雜任務，變成簡單任務，利用我們學過的知識即可完成。
  • LC正弦波振蕩器電路設計圖
    打開APP LC正弦波振蕩器電路設計圖 秩名 發表於 2014-09-12 14:03:05 　　電子線路中，除了要有對各種電信號進行放大的電子線路外
  • 多諧振蕩器,多諧振蕩器的作用
    定義多諧振蕩器是一種自激振蕩器電路，該電路在接通電源後無需外接觸發信號就能產生一定頻率和幅值的矩形脈衝或方波。由於矩形脈衝中含有豐富的高次諧波，故稱為多諧振蕩器。另外多諧振蕩器在工作過程中不存在穩定狀態，故又稱為無穩態電路。
  • 聲表面波振蕩器的優化設計與實現
    sawr與石英晶體的結構非常相似，由於工藝上的原因，石英晶體諧振器的基頻只能達到200mhz，而sawr的頻率範圍從250～1200mhz，實際上，低到50mhz，高至1500mhz的sawr也已實現。因此，sawr在很大程度上彌補了石英晶體諧振器在實際應用中的不足。
  • 淺析pMEMS振蕩器用於工業頻率控制的設計
    歷史上，工程師一直利用石英晶體的諧振特性來實現準確的定時。隨著提高可靠性和性能的壓力持續增大、對更小尺寸和更低功耗的要求以及邏輯電路速度的提高，這一切都促使定時專家開發新的材料和技術。 壓電MEMS（pMEMS）諧振器和振蕩器是新一代基於晶片的頻率控制器件中的兩種器件，這類基於矽技術的新一代器件有很多優勢，例如具備半導體級的抗衝擊和抗震動性能。
  • 多諧振蕩器的研究與仿真
    摘要：分析了各種多諧振蕩器的電路結構及工作原理，並利用Multisiml0．0對部分電路進行了仿真，重點介紹了單穩型多諧振蕩器，討論集成單穩態觸發器74121定時元件RC對暫穩態的影響以及單穩型多諧振蕩器的應用。
  • 時鐘振蕩器的原理與作用詳解
    時鐘振蕩器的原理與作用-時鐘振蕩器的作用是什麼？　　時鐘振蕩電路中精確地確定振蕩頻率，它與所屬電路系統中的主晶片內部的振蕩電路配合，共同組成「石英晶體諧振器」（簡稱「晶振」），產生主板上各個系統所必需的時鐘信號。
  • 8種晶體振蕩器類型解讀
    01 普通晶振普通晶體振蕩器(SPXO)是最簡單的晶體振蕩器,它是由晶體元件與振蕩電路按設計要求,集成裝配在PCB電路板上並用金屬外殼封裝而成的頻率器件，通常用作微處理器的時鐘器件。04壓控晶振壓控晶體振蕩器(VCXO)是一種可通過調整外加電壓使晶振輸出頻率隨之改變的晶體振蕩器，主要用於鎖相環路或頻率微調。壓控晶振的頻率控制範圍及線性度主要取決於電路所用變容二極體及晶體參數兩者的組合，通常用於鎖相環路。
  • 晶體振蕩器行業現狀分析
    主營：晶體諧振器、振蕩器、濾波器、聲表面波濾波器和光學低通濾波器等。、設計、生產與銷售，專事生產高精密、高質量之石英晶體諧振器(crystal resonator)、振蕩器(Oscillator)等系列產品。
  • MEMS諧振器的發展史 Si50x CMEMS振蕩器概述
    20世紀中期以來，頻率控制的市場就是由石英晶體諧振器和石英振蕩器所主導的。甚至到了今天，幾乎所有的電子設備在某方面仍是依賴機械石英晶體來產生多種可能運行頻率中的至少一種。現今市場上有無數的電子器件，從吉他擴音器到腕錶，從智慧型手機到叉車等，其中絕大多數都使用晶體或晶體振蕩器（XO）。
  • 晶振與晶體的參數詳細介紹
    9) 標準四腳、六腳封裝，無需任何設計改動，直接替代石英振蕩器。　　10) 支持差分輸出、單端輸出、壓控(VCXO)、溫補(TCXO)等產品種類。　　11) 300%的市場增長率，三年內有望替代80%以上的石英振蕩器市場。　　3. 晶體諧振器的等效電路
  • 諧振器和振蕩器的差異分析
    振蕩器【OSCILLATOR】　　是一種能量轉換裝置——將直流電能轉換為具有一定頻率的交流電能，其構成的電路叫振蕩電路， 振蕩器是有源器件，振蕩器比諧振器多了一個控制電路。　　圖中從左到右依次為：晶體諧振器，陶瓷諧振器，晶體振蕩器，矽振蕩器。
  • 10 GHz介質振蕩器的設計
    摘要：介紹了介質振蕩器的理論和設計方法，選擇並聯反饋式結構，設計了一個工作頻點為10GHz的介質振蕩器。為了提高振蕩器的輸出功率，同時改善相位噪聲，本文對傳統電路結構進行改進，採用了二級放大的方式，提高了有源網絡的增益，降低了介質諧振器與微帶線的耦合度，達到了預期目標。結果表明，本文的理論分析是正確的，設計方案是可行的。
  • 高手解讀振蕩電路和振蕩條件及常用振蕩器
    不需要外加信號就能自動地把直流電能轉換成具有一定振幅和一定頻率的交流信號的電路就稱為振蕩電路或振蕩器。這種現象也叫做自激振蕩。或者說，能夠產生交流信號的電路就叫做振蕩電路。
  • 陶瓷晶振和石英晶振區別介紹
    儘管石英晶體振蕩器的應用已有幾十年的歷史，但因其具有頻率穩定度高這一特點，故在電子技術領域中一直佔有重要的地位。尤其是信息技術（IT）產業的高速發展，更使這種晶體振蕩器煥發出勃勃生機。石英晶體振蕩器在遠程通信、衛星通信、行動電話系統、全球定位系統（GPS）、導航、遙控、航空航天、高速計算機、精密計測儀器及消費類民用電子產品中，作為標準頻率源或脈衝信號源，提供頻率基準，是其它類型的振蕩器所不能替代的。小型化、片式化、低噪聲化、頻率高精度化與高穩定度及高頻化，是行動電話和天線尋呼機為代表的可攜式產品對石英晶體振蕩器提出的要求。