近年來,智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備、可穿戴式設(shè)備及iot設(shè)備等使用智能的電子設(shè)備迅速普及。而且,為了提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)靈活度和可穿戴舒適度并-配置新功能所用的空間,要求這些產(chǎn)品上搭載的元器件的尺寸和功耗降低到-。以晶振為例,在智能硬件還未興起的年代,3225貼片晶振使用較為廣泛,2520也算是尺寸相對較小的無源晶振封裝了。如今,智能產(chǎn)品上所搭載的無源晶振多以1612貼片晶振,2016貼片晶振為主。這些晶振由于體積過于渺小,需要放大鏡甚至顯微鏡才能看清真實(shí)面目。電子元器件一致改小,那么它們之間的間距也會(huì)縮短,這樣來,有個(gè)好處就是能讓不同晶體管終端的電容量降低,差分晶振現(xiàn)貨,從而提升它們的交換頻率。因?yàn)槊總(gè)晶體管在切換電子信號的時(shí)候,所消耗的動(dòng)態(tài)功耗會(huì)直接和電流容量相關(guān),從而使得運(yùn)行速度加快,能耗變小。明白了這一點(diǎn),也就不難理解為什么制程的數(shù)值越小,制程就越;元器件的尺寸越小,差分晶振單價(jià),處理器的集成度越高,因此靈活度更高,差分晶振生產(chǎn)廠家,處理器的功耗反而越低的道理了。
晶振有一個(gè)重要的參數(shù),差分晶振,那就是負(fù)載電容值,選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容,就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻率。
一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)反相放大器注意是放大器不是反相器的兩端接入晶振,再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端,每個(gè)電容的另一端再接到地,這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容,請注意一般ic的引腳都有等效輸入電容,這個(gè)不能忽略。
一般的晶振的負(fù)載電容為15p或12.5p ,如果再考慮元件引腳的等效輸入電容,則兩個(gè)22p的電容構(gòu)成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。負(fù)載電容+等效輸入電容=22pf。
石英晶片所以能做振蕩電路諧振是基于它的壓電效應(yīng),從物理學(xué)中知道,若在晶片的兩個(gè)極板間加一電場,會(huì)使晶體產(chǎn)生機(jī)械變形;反之,若在極板間施加機(jī)械力,又會(huì)在相應(yīng)的方向上產(chǎn)生電場,這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。
如在極板間所加的是交變電壓,就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形振動(dòng),同-械變形振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場。一般來說,這種機(jī)械振動(dòng)的振幅是比較小的,其振動(dòng)頻率則是很穩(wěn)定的。
但當(dāng)外加交變電壓的頻率與晶片的固有頻率決定于晶片的尺寸相等時(shí),機(jī)械振動(dòng)的幅度將急劇增加,這種現(xiàn)象稱為壓電諧振,因此石英晶體又稱為石英晶體諧振器。其特點(diǎn)是頻率穩(wěn)定度-。