晶振標(biāo)稱頻率是什么?如何區(qū)分高頻率晶振和低頻率晶振?
晶振頻率的定義
晶振頻率:單位時(shí)間內(nèi)完成振動(dòng)的次數(shù)。
晶振頻率的單位為:HZ赫茲,一赫茲是表示每秒振蕩一次,kHz(千赫茲)是表示每秒振動(dòng)一千次,一個(gè)兆赫(MHz)為一萬次,它的數(shù)就是時(shí)鐘周期。
晶振頻率是由什么來決定?
晶振頻率是根據(jù)晶片的厚度、尺寸、切割方式、幾何形狀有關(guān)。
晶片的厚度:厚度越薄其自然頻率越高,一般來講,40MHz的晶體需要41.75微米的晶片厚度;100MHz的晶體厚度需要16.7微米。但由于工藝的限制和晶片破裂的風(fēng)險(xiǎn),晶片不能無限的薄。
晶片的尺寸:小尺寸的晶片頻率可以達(dá)到高頻。
晶片的切割方式:晶體坐標(biāo)軸某種角度去切割。切型有非常多的種類,因?yàn)槭⑹歉飨虍愋缘模圆煌那行推湮锢硇再|(zhì)不同,切面的方向與主軸的夾角對(duì)其性能有非常重要的影響,比如:頻率穩(wěn)定性,Q值,溫度性能等等。常見的切割類型有兩種,AT和BT切。
常見晶片的形狀有三種:圓形、方形、SMT專用或棒型(也是方形,但比較小)。
晶振的標(biāo)稱頻率
晶振是通過電激勵(lì)來產(chǎn)生固定頻率的機(jī)械振動(dòng),而振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生電流反饋給電路,電路接到反饋 后進(jìn)行信號(hào)放大,再次用放大的電信號(hào)來激勵(lì)晶振機(jī)械振動(dòng),晶振再將振動(dòng)產(chǎn)生的電流反饋給電路,如此這般。當(dāng)電路中的激勵(lì)電信號(hào)和晶振的標(biāo)稱頻率相同時(shí),電路就能輸出信號(hào)強(qiáng)大,頻率穩(wěn)定的正弦波。整形電路再將正弦波變成方波送到數(shù)字電路中供其使用。晶振的作用是可以產(chǎn)生CPU執(zhí)行命令時(shí)需要的時(shí)鐘頻率信號(hào),時(shí)鐘信號(hào)的頻率越高,CPU的運(yùn)行速度也就越快。標(biāo)稱頻率用來描述這種周期性的輸出信號(hào),是工程師選購(gòu)晶振時(shí)必須提供的一個(gè)參數(shù)。晶振標(biāo)稱頻率與石英晶片的厚度,面積,切割方式有關(guān),晶片越薄則頻率越高。由于生產(chǎn)工藝的限制,晶片不能無限的薄,否則會(huì)存在破裂的風(fēng)險(xiǎn)。為了提高晶振的頻率,晶振制造中可以采用泛音振蕩模式來取代基頻振蕩模式,但目前泛音晶振及泛音晶振電路已經(jīng)較少使用。隨著晶振研發(fā)與制造工藝的發(fā)展,
目前市場(chǎng)上的無源貼片晶振可以做到基頻振蕩模式下標(biāo)稱頻率為62.4MHz。
晶振頻率的高低對(duì)電路影響
晶振的頻率太高會(huì)使是頻率誤差大。通俗意義上來講,工作頻率與工作電壓較高的晶振,會(huì)消費(fèi)較高功耗,而低頻的有源晶振,損耗就低了很多。這里,我們需要糾正一個(gè)誤導(dǎo)人們對(duì)時(shí)間快慢準(zhǔn)時(shí)的觀念,有人認(rèn)為晶振頻率的高低對(duì)時(shí)鐘的快慢有所影響,但時(shí)鐘快慢的影響是由晶振本身的精度所決定的,與晶振頻率高低無關(guān)。
高頻晶振與低頻晶振的區(qū)分
通常頻率在10M以下就可視為低頻了,高于10M我們就叫它高頻。低頻晶振以32.768KHZ為主,高頻晶振頻率越高泛音次數(shù)越多,3次泛音所以屬于高頻晶振;3次泛音 10~75MHz,5次泛音 50~150MHz,7次泛音 100~200MHz,9次泛音 150~250MHz。
低頻晶振晶片為音叉型,主要用于時(shí)鐘基準(zhǔn)(時(shí)基),尺寸主要有:7.0x.5.0mm、3.2x1.5mm、2.0x1.2mm、1.6x1.0mm等。
高頻晶振晶片主要為AT型,主要用于頻率基準(zhǔn)(基頻),尺寸主要有:7.0x5.0mm、5.0x3.2mm、3.2x2.5mm、2.5x2.0mm、2.0x1.6mm、1.6x1.2mm等。
高頻晶振與低頻晶振的應(yīng)用領(lǐng)域
低頻晶振:藍(lán)牙音箱、藍(lán)牙耳機(jī)、藍(lán)牙手表、藍(lán)牙鼠標(biāo)、智能燈、智能插座、智能筋膜槍、智能電動(dòng)玩具等。
高頻晶振:電腦主板、顯示器、硬盤、鼠標(biāo)、攝像頭、DVD、電視機(jī)、機(jī)頂盒、照相機(jī)、遙控器、空調(diào)等。