一、NDK中国区授权总代理商 富利佳电子中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国**有限公司 带您深入了解日本电波工业株式会社(NDK)公司:
1.公司概述:
NDK是日本电波工业株式会社的英文缩写(NIHON DEMPA KOGYO CO., LTD.),公司成立于1948年,是“--第二大”石英晶体元器件生产企业。NDK以“顾客满意度(CS)100%=品质--”为方针,以成为晶体元器件业界的“--供应商”和“--品牌”为目标。
NDK在日本建有多个工厂,海外则在中国、马来西亚、美国分别建立了工厂。其销售网点也遍布--各地。
2.主要产品:
晶体谐振器、钟用晶体振荡器(CMOS)、SPXO(差分输出)、TCXO、VCXO/VCSO、FCXO、高精度晶体振荡器(OCXO/Twin-OCXO/Twin-DCXO)、晶体滤波器、声表面波器件、人工水晶/水晶片/光学晶体器件、超声波探头(换能器)、频率合成器
3.产品应用领域:
物联网、汽车、智能手机、钟表(32kHz)、网络设备、数码家电、个人电脑、数码相机、游戏机
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二、产品划分及NDK全系列产品型号大全:
晶体谐振器:
是利用石英晶体的压电效应的一种被动元器件。给石英晶体加上电压的话,晶体(压电体)会发生变形,从而振动产生接近其固有振动数的稳定且高精度的频率。
1.音叉型晶体谐振器 (kHz 频率范围):1.6×1.0mm、2.0×1.2mm、3.2×1.5mm
2.内置温度传感器的晶体谐振器 (MHz频率范围):1.6×1.2mm、2.0×1.6mm、2.5×2.0mm
3.晶体谐振器 (MHz 频率范围):1.0×0.8mm、1.2×1.0mm、1.6×1.2mm、2.0×1.6mm、2.5×2.0mm、3.2×2.5mm、5.0×3.2mm、8.0×4.5mm
钟用晶体振荡器:
钟用晶体振荡器是SPXO(将晶体谐振器和发振电路集成化的简单封装晶体振荡器)中小型的用于时钟用途的晶体振荡器。(要求PECL、LVDS等的差分输出品的,我们将SPXO。)
简单封装晶体振荡器(SPXO) :
SPXO是一种仅仅将晶体谐振器与发振电路集成化,不进行温度补偿、温度控制的-简单的晶体振荡器。SPXO中小型的特别用于时钟用途的产品会在钟用晶体振荡器(CMOS)页面为您详情表述
温度补偿晶体振荡器 (TCXO):
TCXO是一种通过内置具有与晶体谐振器所具有的温度特性正相反的特性的电路(即温度补偿电路),来获得可覆盖宽温温度范围的优良的温度特性的晶体振荡器。
1.小尺寸:1.6×1.2mm、2.0×1.6mm、2.5×2.0mm、3.2×2.5mm
2.特征:车载对应规格、RTC模块、对应宽温 32.768kHz TCXO、对应宽温 TCXO、带有同一频率的两个输出功能 TCXO、低电压?且具有E/D功能的TCXO、带有温度感应电压输出功能和Enable/Disable功能 TCXO、具有CMOS输出 E/D功能的
3.TCXO:带有AFC(频率控制)功能、适用于高精度GPS、具有Enable/Disable(Stand-by)功能、标准型TCXO、用于小型单元基站?基干网络装置的高精度TCXO、用于高精度5G对应器具?基干网络装置的 TCXO
压控晶体振荡器 (VCXO) / 电压控制SAW振荡器 (VCSO):
VCXO是一种与晶体谐振器串联插入变容二极管,根据外部加入的电压使二极管的容量发生变化,来达到输出频率可根据晶体谐振器的负载电容特性变化的晶体振荡器。
多模式VCXO、超低相位噪声VCXO、民生機器用、固定通信用小型VCXO、固定通信用VCXO、100/400Gbps光通信機器用VCXO、电压控制SAW振荡器(VCSO)
频率控制晶体振荡器 (FCXO):
FCXO是一种能在外部输入标准频率的同时得到输出频率的晶体振荡器模块。
高精度晶体振荡器 (OCXO / Twin-OCXO / Twin-DCXO):
1.OCXO :是一种将晶体谐振器置于恒温槽内,通过加热使晶体谐振器的周围保持在一定温度的具有--频率精度的晶体振荡器。
2.Twin-OCXO:是--同级别OCXO中性能--的晶体振荡器。它运用了用两个晶体谐振器极为准确地测出恒温槽的温度,根据数字信号处理进行温度控制的新技术。
3.Twin-DCXO:是一种不使用恒温槽构造,但依然能实现----性能的晶体振荡器。它运用了通过用两个晶体谐振器极为准确地测出环境温度来修正输出频率的新技术。
晶体滤波器:
晶体滤波器具有仅使需要的频率成分通过,而衰减不需要的频率成分的功能。
声表面波器件:
声表面波器件通过在压电体的薄膜或基板上形成有规则的梳子型电极后,利用其表面波,通过能取出特定频率带域的电气信号的滤波器,来对应高的频率带。
人工水晶 / 水晶片 / 光学晶体器件:
光学产品是利用水晶具有的双折射性、偏转性、旋光性的特性来改变通过的光线状态的一种滤波器。有光学低通滤波器(双折射板)和波长板两种。
人工水晶是使用被称为高压釜的高温高压容器,用水热合成法人工地制造成的水晶。人工水晶再被加工成片状或者圆片状,这些片状或圆片状就是水晶片。
超声波探头(换能器):
超声波探头是起到传感器作用的非常重要的部分。在产生超声波的同时,探知反射回来的超声波。探头所具有的频率带宽、特性等的性能,以及探头本身的压电材料、声音整合层、声透镜等的构造,都会对装置整体的性能和画质有很大的影响。
NDK准备了能满足各种用途目的的探头。与此同时也在做能配合客户装置的定制设计。
而且,我们已经取得作为医疗仪器的品质管理体系的国际规格"ISO13485:2003"的认证,以此达成人们对医疗仪器安心、安全且高品质的要求。
频率合成器:
频率合成器是一种用于微波高速无线通信设备的合成器模块。它能够以低的相位噪声实现高的频率扩展。
三、产品包装:
1.晶体谐振器
表面贴装(SMD)晶体谐振器
2.钟用晶体振荡器
NZ1612S系列:包装方式是--数量1卷盘3000个装箱出货
NZ2016S系列:包装方式是--数量1卷盘3000个装箱出货
NZ2520S系列:包装方式是--数量1卷盘3000个装箱出货
NZ3225S系列:包装方式是--数量1卷盘2000个装箱出货
2700系列:包装方式是--数量1卷盘1000个装箱出货
【卷带】

【卷盘】

3.晶体振荡器
NT1612S系列:包装方式是--数量1卷盘5000个装箱出货
NT2016S系列:包装方式是--数量1卷盘3000个装箱出货
NT2520S系列:包装方式是--数量1卷盘3000个装箱出货
NT3225S系列、NR3225S系列:包装方式是--数量1卷盘2000个装箱出货
NT5032S系列:包装方式是--数量1卷盘2000个装箱出货
5. OCXO的SMD封装产品的包装例(型号:NH14M09WA)
1卷盘500个装箱出货
4.晶体滤波器
NM7050SA
NM1170BA
5.SAW器件
SAW器件的SMD封装产品的包装例 (以型号WF871B0421CD为代表的产品的封装尺寸是3.0×3.0×1.25mm);以下的卷带包装为标准包装,1卷盘1000个装箱出货。
四、NDK总代理商 富利佳电子中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国中国**有限公司常备库存型号:
石英晶体谐振器 频率 尺寸
NX2520SG 19.2-54MHZ 2.5*2.0*0.9
NX3215SA 32.768KHZ 3.2*1.5*0.8
NX2520SA 16-80MHZ 2.5*2.0*0.5
NX3225SA 12-150MHZ 3.2*2.5*0.55
NX3225GA 9.840-50MHZ 3.2*2.5*0.75
NX5032GB 12-55MHZ 5.0*3.2*1.0
NX5032GA 8-55MHZ 5.0*3.2*1.3
NX5032SD 9.75-40MHZ 4.9*3.1*0.9
AT-41 3.1375-74.1MHZ 11.05*4.7*3.68
AT-41CD2 3.1375-74.1MHZ 11.4*4.8*4.0
石英晶体振荡器(SPXO)
NZ2520SB 1.5 to 80 2.5×2.0×0.9
NZ2520SB 32.768KHZ 2.5×2.0×0.9
2725N 2.5 to 70 5.0×3.2×1.0
2725T 2.5 to 125 5.0×3.2×1.0
7311S-GF-505P 62.5-313MHZ 7.0*5.0*1.7
温补晶振(TCXO)
NT2520SB 13.-52MHZ 2.5*2.0*0.9
NT3225SA 10-40MHZ 3.2*2.5*1.0
NT7050BC 19.2-26MHZ 7.0*5.0*2.0
压控振荡器(VCXO)
NV2520SA 1.25-80MHZ 2.5*2.0*0.9
NV3225SA 1.25-80MHZ 3.2*2.5*0.9
NV5032SA 38.4-52MHZ 5.0*3.2*1.2
NV7050SA 2.048-700MHZ 7.0*5.0*1.6
石英晶体滤波器
21E15AB 21.4MHZ 7.0*5.0*1.35
五、如何辨别一个晶振品质好坏?(由NDK中国区总代理商 富利佳电子为您整理)
1.数字电容表法:
数字电容表(或数字万用表的电容档)测量其电容,一般损坏的晶振容量明显减小(不同的晶振其正常容量具有一定的范围,可测量好的得到,一般在几十到几百PF ;
2.万用表法:
用万用表(R×10k挡)测晶振两端的电阻值,若为无穷大,说明晶振无短路或漏电;再将试电笔插入市电插孔内,用手指捏住晶振的任一引脚,将另一引脚碰触试电笔顶端的金属部分,若试电笔氖泡发红,说明晶振是好的;若氖泡不亮,则说明晶振损坏;
3.手摇法:
贴近耳朵轻摇,有声音就一定是坏的(内部的晶体已经碎了,还能用的话频率也变了);
4.实验电压法:
测试输出脚电压。一般正常情况下,大约是电源电压的一半。因为输出的是正弦波(峰峰值接近源电压),用万用表测试时,就差不多是一半啦;
5 用代换法或示波器测量。
晶振在应用具体起到什么作用 微控制器的时钟源可以分为两类:基于机械谐振器件的时钟源,如晶振、陶瓷谐振槽路;RC(电阻、电容)振荡器。一种是皮尔斯振荡器配置,适用于晶振和陶瓷谐振槽路。另一种为简单的分立RC振荡器。 NDK中国区总代理商
基于晶振与陶瓷谐振槽路的振荡器通常能提供非常高的初始精度和较低的温度系数。RC振荡器能够快速启动,成本也比较低,但通常在整个温度和工作电源电压范围内精度较差,会在标称输出频率的5%至50%范围内变化。 NDK中国区总代理商
但其性能受环境条件和电路元件选择的影响。需认真对待振荡器电路的元件选择和线路板布局。在使用时,陶瓷谐振槽路和相应的负载电容必须根据特定的逻辑系列进行优化。具有高Q值的晶振对放大器的选择并不敏感,但在过驱动时很容易产生频率漂移(甚至可能损坏)。影响振荡器工作的环境因素有:电磁干扰(EMI)、机械震动与冲击、湿度和温度。这些因素会增大输出频率的变化,增加不稳定性,并且在有些情况下,还会造成振荡器停振。 NDK中国区总代理商
上述大部分问题都可以通过使用振荡器模块避免。这些模块自带振荡器、提供低阻方波输出,并且能够在一定条件下保证运行。-常用的两种类型是晶振模块和集成RC振荡器(硅振荡器)。晶振模块提供与分立晶振相同的精度。硅振荡器的精度要比分立RC振荡器高,多数情况下能够提供与陶瓷谐振槽路相当的精度。 NDK中国区总代理商
选择振荡器时还需要考虑功耗。分立振荡器的功耗主要由反馈放大器的电源电流以及电路内部的电容值所决定。CMOS放大器功耗与工作频率成正比,可以表示为功率耗散电容值。比如,HC04反相器门电路的功率耗散电容值是90pF。在4MHz、5V电源下工作时,相当于1.8mA的电源电流。再加上20pF的晶振负载电容,整个电源电流为2.2mA。陶瓷谐振槽路一般具有较大的负载电容,相应地也需要更多的电流。相比之下,晶振模块一般需要电源电流为10mA ~60mA。硅振荡器的电源电流取决于其类型与功能,范围可以从低频(固定)器件的几个微安到可编程器件的几个毫安。一种低功率的硅振荡器,如MAX7375,工作在4MHz时只需不到2mA的电流。 NDK中国区总代理商
在特定的应用场合优化时钟源需要综合考虑以下一些因素:精度、成本、功耗以及环境需求。 每个单片机系统里都有晶振,全称是叫晶体震荡器,在单片机系统里晶振的作用非常大,他结合单片机内部的电路,产生单片机所必须的时钟频率,单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的,晶振的提供的时钟频率越高,那单片机的运行速度也就越快。 NDK中国区总代理商
晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定,精确的单频振荡。在通常工作条件下,普通的晶振频率--精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率,称为压控振荡器(VCO)。 NDK中国区总代理商
晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振,而通过电子调整频率的方法保持同步。 晶振通常与锁相环电路配合使用,以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号,可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。NDK中国区总代理商
下面我就具体的介绍一下晶振的作用以及原理,晶振一般采用如图1a的电容三端式(考毕兹) 交流等效振荡电路;实际的晶振交流等效电路如图1b,其中Cv是用来调节振荡频率,一般用变容二极管加上不同的反偏电压来实现,这也是压控作用的机理;把晶体的等效电路代替晶体后如图1c。其中Co,C1,L1,RR是晶体的等效电路。 无源晶体与有源晶振的区别、应用范围及用法:
1、无源晶体——无源晶体需要用DSP片内的振荡器,在datasheet上有建议的连接方法。无源晶体没有电压的问题,信号电平是可变的,也就是说是根据起振电路来决定的,同样的晶体可以适用于多种电压,可用于多种不同时钟信号电压要求的DSP,而且价格通常也较低,因此对于一般的应用如果条件许可建议用晶体,这尤其适合于产品线丰富批量大的生产者。无源晶体相对于晶振而言其缺陷是信号质量较差,通常需要精确匹配外围电路(用于信号匹配的电容、电感、电阻等),更换不同频率的晶体时周边配置电路需要做相应的调整。建议采用精度较高的石英晶体,尽可能不要采用精度低的陶瓷警惕。 NDK中国区总代理商
2、有源晶振——有源晶振不需要DSP的内部振荡器,信号质量好,比较稳定,而且连接方式相对简单(主要是做好电源滤波,通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络,输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可),不需要复杂的配置电路。有源晶振通常的用法:一脚悬空,二脚接地,三脚接输出,四脚接电压。相对于无源晶体,有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的,需要选择好合适输出电平,灵活性较差,而且价格高。对于时序要求敏感的应用,个人认为还是有源的晶振好,因为可以选用比较精密的晶振,甚至是**的温度补偿晶振。有些DSP内部没有起振电路,只能使用有源的晶振,如TI的6000系列等。有源晶振相比于无源晶体通常体积较大,但现在许多有源晶振是表贴的,体积和晶体相当,有的甚至比许多晶体还要小。 NDK中国区总代理商
几点注意事项:
1、需要倍频的DSP需要配置好PLL周边配置电路,主要是隔离和滤波; NDK中国区总代理商
2、20MHz以下的晶体晶振基本上都是基频的器件,稳定度好,20MHz以上的大多是谐波的(如3次谐波、5次谐波等等),稳定度差,因此强烈建议使用低频的器件,毕竟倍频用的PLL电路需要的周边配置主要是电容、电阻、电感,其稳定度和价格方面远远好于晶体晶振器件;NDK中国区总代理商
3、时钟信号走线长度尽可能短,线宽尽可能大,与其它印制线间距尽可能大,紧靠器件布局布线,必要时可以走内层,以及用地线包围; NDK中国区总代理商
4、通过背板从外部引入时钟信号时有特殊的设计要求,需要详细参考相关的资料。 NDK中国区总代理商
此外还要做一些说明:
总体来说晶振的稳定度等方面好于晶体,尤其是精密测量等领域,绝大多数用的都是**的晶振,这样就可以把各种补偿技术集成在一起,减少了设计的复杂性。试想,如果采用晶体,然后自己设计波形整形、抗干扰、温度补偿,那样的话设计的复杂性将是什么样的呢?我们这里设计射频电路等对时钟要求高的场合,就是采用高精度温补晶振的,工业级的要好几百元一个。 特殊领域的应用如果找不到合适的晶振,也就是说设计的复杂性超出了市场上成品晶振水平,就必须自己设计了,这种情况下就要选用晶体了,不过这些晶体肯定不是市场上的普通晶体,而是特殊的高端晶体,如红宝石晶体等等。 NDK中国区总代理商
更高要求的领域情况更特殊,我们这里在高精度测试时采用的时钟甚至是原子钟、铷钟等设备提供的,通过专用的射频接插件连接,是个大型设备,相当笨重 。NDK中国区总代理商
晶振是晶体振荡器的简称,在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络,电工学上这个网络有两个谐振点,以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振,较高的频率是并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近,在这个极窄的频率范围内,晶振等效为一个电感,所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路,由于晶振等效为电感的频率范围很窄,所以即使其他元件的参数变化很大,这个振荡器的频率也不会有很大的变化。 NDK中国区总代理商
晶振有一个重要的参数,那就是负载电容值,选择与负载电容值相等的并联电容,就可以得到晶振标称的谐振频率。
一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器(注意是放大器不是反相器)的两端接入晶振,再有两个电容分别接到晶振的两端,每个电容的另一端再接到地,这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容,请注意一般IC的引脚都有等效输入电容,这个不能忽略。 NDK中国区总代理商
一般的晶振的负载电容为15p或12.5p ,如果再考虑元件引脚的等效输入电容,则两个22p的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。 NDK中国区总代理商
晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。无源晶振与有源晶振(谐振)的英文名称不同,无源晶振为crystal(晶体),而有源晶振则叫做oscillator(振荡器)。无源晶振需要借助于时钟电路才能产生振荡信号,自身无法振荡起来,所以“无源晶振”这个说法并不准确;有源晶振是一个完整的谐振振荡器。 NDK中国区总代理商
谐振振荡器包括石英(或其晶体材料)晶体谐振器,陶瓷谐振器,LC谐振器等。
晶振与谐振振荡器有其共同的交集有源晶体谐振振荡器。
概述 :
微控制器的时钟源可以分为两类:基于机械谐振器件的时钟源,如晶振、陶瓷谐振槽路;基于相移电路的时钟源,如:RC (电阻、电容)振荡器。硅振荡器通常是完全集成的RC振荡器,为了提高稳定性,包含有时钟源、匹配电阻和电容、温度补偿等。图1给出了两种时钟源。图1给出了两个分立的振荡器电路,其中图1a为皮尔斯振荡器配置,用于机械式谐振器件,如晶振和陶瓷谐振槽路。图1b为简单的RC反馈振荡器。 NDK中国区总代理商
机械式谐振器与RC振荡器的主要区别 :
基于晶振与陶瓷谐振槽路(机械式)的振荡器通常能提供非常高的初始精度和较低的温度系数。相对而言,RC振荡器能够快速启动,成本也比较低,但通常在整个温度和工作电源电压范围内精度较差,会在标称输出频率的5%至50%范围内变化。图1所示的电路能产生可靠的时钟信号,但其性能受环境条件和电路元件选择以及振荡器电路布局的影响。需认真对待振荡器电路的元件选择和线路板布局。在使用时,陶瓷谐振槽路和相应的负载电容必须根据特定的逻辑系列进行优化。具有高Q值的晶振对放大器的选择并不敏感,但在过驱动时很容易产生频率漂移(甚至可能损坏)。NDK中国区总代理商
影响振荡器工作的环境因素有:电磁干扰(EMI)、机械震动与冲击、湿度和温度。
这些因素会增大输出频率的变化,增加不稳定性,并且在有些情况下,还会造成振荡器停振。NDK中国区总代理商
振荡器模块:
上述大部分问题都可以通过使用振荡器模块避免。这些模块自带振荡器、提供低阻方波输出,并且能够在一定条件下保证运行。-常用的两种类型是晶振模块和集成硅振荡器。晶振模块提供与分立晶振相同的精度。硅振荡器的精度要比分立RC振荡器高,多数情况下能够提供与陶瓷谐振槽路相当的精度。 NDK中国区总代理商
功耗 :
选择振荡器时还需要考虑功耗。分立振荡器的功耗主要由反馈放大器的电源电流以及电路内部的电容值所决定。CMOS放大器功耗与工作频率成正比,可以表示为功率耗散电容值。比如,HC04反相器门电路的功率耗散电容值是90pF。在4MHz、5V电源下工作时,相当于1.8mA的电源电流。再加上20pF的晶振负载电容,整个电源电流为2.2mA。 NDK中国区总代理商
陶瓷谐振槽路一般具有较大的负载电容,相应地也需要更多的电流。 相比之下,晶振模块一般需要电源电流为10mA至60mA。
硅振荡器的电源电流取决于其类型与功能,范围可以从低频(固定)器件的几个微安到可编程器件的几个毫安。一种低功率的硅振荡器,如MAX7375,工作在4MHz时只需不到2mA的电流。NDK中国区总代理商
结论 :
在特定的微控制器应用中,选择--的时钟源需要综合考虑以下一些因素:精度、成本、功耗以及环境需求。下表给出了几种常用的振荡器类型,并分析了各自的优缺点。 振蒎电路:单片机是一种时序电路,必须提供脉冲信号才能正常工作,在单片机内部已集成了振荡器,使用晶体振荡器,接18、19脚。只要买来晶振,电容,连上就可以了。 NDK中国区总代理商
一般选用11.0592M,因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率;也可以使用36.864M,这个频率是1.8432M的20倍,看别人的电路板上用过,我也没有用到。这2种晶振很容易买到,价钱跟12M的一样。书上说,12M的晶振也能得到9600的波特率,但是,实际用的时候,会每隔一段时间就出错一次,好像累积误差一样,比较奇怪。 单片机晶振的两个电容的作用 。NDK中国区总代理商
这两个电容叫晶振的负载电容,分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,一般在几十皮发。它会影响到晶振的谐振频率和输出幅度,一般订购晶振时候供货方会问你负载电容是多少。 晶振的负载电容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C式中Cd,Cg为分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,Cic(集成电路内部电容)+△C(PCB上电容)经验值为3至5pf。 各种逻辑芯片的晶振引脚可以等效为电容三点式振荡器。晶振引脚的内部通常是一个反相器, 或者是奇数个反相器串联。在晶振输出引脚 XO 和晶振输入引脚 XI 之间用一个电阻连接, 对于 CMOS 芯片通常是数 M 到数十M 欧之间. 很多芯片的引脚内部已经包含了这个电阻, 引脚外部就不用接了。这个电阻是为了使反相器在振荡初始时处与线性状态, 反相器就如同一个有很大增益的放大器,以便于起振. 石英晶体也连接在晶振引脚的输入和输出之间, 等效为一个并联谐振回路, 振荡频率应该是石英晶体的并联谐振频率. 晶体旁边的两个电容接地, 实际上就是电容三点式电路的分压电容, 接地点就是分压点. 以接地点即分压点为参考点, 振荡引脚的输入和输出是反相的, 但从并联谐振回路即石英晶体两端来看, 形成一个正反馈以保证电路持续振荡. 在芯片设计时, 这两个电容就已经形成了, 一般是两个的容量相等, 容量大小依工艺和版图而不同, 但终归是比较小, 不一定适合很宽的频率范围. 外接时大约是数 PF 到数十 PF, 依频率和石英晶体的特性而定. 需要注意的是: 这两个电容串联的值是并联在谐振回路上的, 会影响振荡频率. 当两个电容量相等时, 反馈系数是 0.5, 一般是可以满足振荡条件的, 但如果不易起振或振荡不稳定可以减小输入端对地电容量, 而增加输出端的值以提高反馈量. 在这里没有画图, 不知道叙述是否清楚. 一般芯片的 Data sheet 上会有说明。NDK中国区总代理商