### 泛音晶振LC参数选择详解
#### 一、泛音晶振基本原理
泛音晶振是一种常用的频率控制元件,在许多电子设备中扮演着关键角色。它通过石英晶片的压电效应实现频率的稳定输出。石英晶片在受到外力作用时会产生电荷(正压电效应),而在施加电场时会发生形变(逆压电效应)。这种特性使得石英晶片能够作为振荡器中的核心元件。
#### 二、泛音晶振的频率特性
石英晶片在振动时会同时产生多个频率成分,包括基频和谐波。基频即为晶片自身振动的基本频率,而更高频率的成分则被称为泛音或谐波。常见的泛音包括三次泛音(三次谐波)、五次泛音(五次谐波)等,它们之间的频率成奇数倍关系。通常情况下,基频振幅最大,随着次数增加,振幅逐渐减小。
#### 三、泛音晶振的选择依据
1. **频率需求**:对于低频应用(3MHz~40MHz),可以直接使用基频晶振满足要求。但对于高频应用(>40MHz),由于石英晶片的厚度限制,无法仅依靠减小厚度来提高基频,因此需要使用泛音晶振。
2. **可靠性和成本**:过于薄的石英晶片不仅制造困难,而且容易损坏,这限制了基频晶振在高频段的应用。相比之下,采用泛音晶振可以有效避免这些问题,并保持较高的稳定性。
#### 四、LC参数的选择
在设计泛音晶振电路时,为了确保只保留所需的泛音频率,需要精心选择LC参数。具体来说,LC谐振电路的设计目标是在所需频率下呈现容性,以抑制其他频率成分,仅保留选定的泛音频率。
- **LC谐振频率范围**:为了确保电路能够在三次泛音频率下工作,LC谐振电路的频率必须满足以下条件:基频频率(16.7MHz)晶振(+4PPM)时,若外接电容为默认值,则测量频率偏移较大(+8.23PPM)。更换外接电容至18pF后,测得频率偏差减小至+4.99PPM,匹配效果良好。
- 更换另一标准晶振(-10.1PPM)并保持18pF外接电容不变,测得频率偏差为-7.22PPM,同样显示匹配良好。
2. **结论**:基于测试结果,推荐使用18pF的外接电容。这表明适当调整LC参数(特别是电容值)对于优化泛音晶振的工作性能至关重要。
合理选择LC参数对于设计高效的泛音晶振电路至关重要。这不仅可以确保电路仅保留所需的泛音频率,还能提高系统的整体性能和稳定性。在实际应用中,应根据具体需求仔细调整LC参数,以达到最佳效果。
2025-05-15 22:59:02
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泛音晶振
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