Macrobizes石英晶体XM53-15P10FE20-XM53-T12.8M单位的解释及应用注意事项
1,等效电路
晶体单元的振动实际上是机械振动。然而,如果晶体单元的行为是电转换的,它可以用二端网络来表示。由L1、C1和R1组成的串联电路与弹性振动有关,而与串联臂并联的C0元件作为电容可归属于石英晶体片的电介质。电阻R1是晶体单元在串联谐振频率下的谐振电阻。(参见图1。)
2,频率-温度
AT切割的特性目前最普遍使用的AT切割晶体单元的频率-温度特性由三次曲线表示。(见图2)以在给定工作温度范围内获得所需频率容差的角度切割晶片。然而,实际上,由于连续工艺中切割和抛光精度的结果,表观切割角可能存在一些差异。因此,有必要提高加工精度。
3,级驱动
由于晶体单元执行机械振动,过多的振动可能导致不稳定的振荡频率,并且最终在最坏的情况下导致破坏。设计振荡电路时,应检查驱动电平,以便使用低于本公司规定电平的振荡器。图3示出了确认驾驶水平的示例方法。该方法采用电流探针来测量石英晶体振荡器电流。在这种情况下,驱动级别如下:
4,负载电容
当在振荡电路中使用时,负载电容CL是决定晶体单元“条件”的一个因素。在普通振荡电路中,晶体单元用在它起感抗作用的范围内。在这种使用中,振荡电路作为容抗工作。换句话说,当从晶体单元的两端观察振荡电路时,振荡电路可以表示为负电阻-R和电容CL的串联电路。那时这个电容叫做负载电容。负载电容和振荡频率之间的关系不是线性的。当负载电容小时,频率变化量大,当负载电容增加时,频率变化降低。如果振荡电路中的负载电容减小以确保振荡频率的大容差,则即使电路中的小变化也会极大地影响频率稳定性。负载电容可以是任何值,但10~30pF更好。
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5,晶体振荡电路的等效电路
当晶体单元作为振荡电路中的感抗被激励时,晶体单元和振荡电路之间的关系如图4所示。为了改善振荡电路的启动条件,最好增加振荡电路的参数负电阻-R的值。如果负电阻容差不大(负电阻较小)的电路与具有较大谐振电阻的石英晶体谐振器单元组合,则启动条件会变得更差。振荡电路应该设计成负电阻值是谐振电阻的5到10倍。还需要将负载电容的中心值(确定振荡频率的绝对值)和可变范围(振荡频率的微调范围)保持在振荡电路中的最佳值。
6,振荡电路
下面介绍一个由晶体单元组成的典型振荡电路。例如,使用的元素常数。
(1)晶体单元被设计成具有100 W和更低的驱动下限水平。在使用之前,应该在实际安装的电路中检查晶体电流。(参见图3。)
(2)必须检查电路的负电阻。根据图6,负电阻的确认是可能的。负电阻的目标被设计为共振电阻的5倍或更多倍。
(3)当用于C-MOS振荡电路时,电路图中的Rd是不可缺少的。(见图5)如果连接了该Rd,驱动水平将保持在规定值内,并且可以获得稳定的振荡频率。
(4) Cg和Cd要在10范围内使用?30 pF。如果Cg和Cd在10 pF以下或30 pF以上使用,振荡可能容易受到电路性能的影响,驱动电平可能增加,或者负电阻可能减小,从而无法保持稳定的振荡。
(5)晶体振荡电路的布局应尽可能短。应该减小电路和接地图案之间的杂散电容。应该避免进口晶振晶体振荡电路图案与其他电路图案交叉。
(6)如果使用的电路、IC类型和IC制造商不同,则应确认频率、驱动水平和负电阻。
*泛音振荡电路需要额外咨询
Macrobizes石英晶体XM53-15P10FE20-XM53-T12.8M单位的解释及应用注意事项
7,晶体单元应用的注意事项:
(1)当在运输或电路板安装时施加超过规定的过度冲击和振动时,晶体元件有可能断裂。当一个冲击超过规定时,一定要做特性确认,增加一个振动。
(2)超声波清洗可能导致晶体单元的退化。
(3)在导线类型的情况下,将其留在导线基础上并弯曲0.5或更多。
(4)电路板的极端变形有时会导致图案脱落、端子和电极脱落、焊料开裂。在专门安装后分割一块电路板时,在电路板曲线出现较大的位置安装时要小心。
(5)尽量选择震动小的型号,使用自动装弹机时提前确认后使用。
(6)与JC-49/U系列相比,小体积石英晶振晶体单元(HC-49U/S、HC-49USM、UM-1、SMD)的驱动极限水平较低,为100w及以下。因此,在使用之前,应该在实际安装的电路中检查晶体电流。
(7)必须检查电路的负电阻。根据图6,负电阻的确认是可能的,负电阻的目标是谐振电阻的大约5倍。
(8)当用于C-MOS振荡电路时,电路图中的Rd必不可少(见图5)。如果该Rd达到,则驱动水平保持在规定值内,并且可以获得稳定的振荡频率。
(10) Cg和Cd应在10~30pF范围内使用,如果Cg和Cd在10pF以下或20pF以上使用,振荡很容易受电路性能的影响,驱动电平可能增加,或者负电阻可能减小,从而不能保持稳定振荡。
(11)晶体振荡电路的布局应尽可能短。
(12)应该减少电路和接地图案之间的杂散电容。
(13)应避免晶体振荡电路图案与其他电路图案交叉。
(14)如果使用的电路是IC类型,并且IC制造商不同,则应确认频率、驱动水平和负电阻。
(15)多个振荡电路需要额外咨询。