時鐘源

時鐘源

時鐘源用來為環形脈衝發生器提供頻率穩定且電平匹配的方波時鐘脈衝信號。它通常由石英 晶體振盪器和與非門組成的正反饋振盪電路組成,其輸出送至環形脈衝發生器。

基本介紹

  • 中文名:時鐘源
  • 外文名:Clock  source
定義,晶體振盪器,工作原理,

定義

時鐘源用來為環形脈衝發生器提供頻率穩定且電平匹配的方波時鐘脈衝信號。它通常由石英 晶體振盪器和與非門組成的正反饋振盪電路組成,其輸出送至環形脈衝發生器。

晶體振盪器

晶體振盪器是指從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片(簡稱為晶片),石英晶體諧振器,簡稱為石英晶體或晶體、晶振[1];而在封裝內部添加IC組成振盪電路的晶體元件稱為晶體振盪器。其產品一般用金屬外殼封裝,也有用玻璃殼、陶瓷或塑膠封裝的。

工作原理

石英晶體振盪器是高精度和高穩定度的振盪器,被廣泛套用於彩電、計算機、遙控器等各類振盪電路中,以及通信系統中用於頻率發生器、為數據處理設備產生時鐘信號和為特定系統提供基準信號[1] 。
石英晶體振盪器是利用石英晶體(二氧化矽的結晶體)的壓電效應製成的一種 諧振器件,它的基本構成大致是:從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片(簡稱為晶片,它可以是正方形、矩形或圓形等),在它的兩個對應面上塗敷銀層作為電 極,在每個電極上各焊一根引線接到管腳上,再加上封裝外殼就構成了石英晶體諧振器,簡稱為石英晶體或晶體、晶振。其產品一般用金屬外殼封裝,也有用玻璃 殼、陶瓷或塑膠封裝的[1] 。
若在石英晶體的兩個電極上加一電場,晶片就會產生機械變形。反之,若在晶 片的兩側施加機械壓力,則在晶片相應的方向上將產生電場,這種物理現象稱為壓電效應。如果在晶片的兩極上加交變電壓,晶片就會產生機械振動,同時晶片的機 械振動又會產生交變電場。在一般情況下,晶片機械振動的振幅和交變電場的振幅非常微小,但當外加交變電壓的頻率為某一特定值時,振幅明顯加大,比其他頻率 下的振幅大得多,這種現象稱為壓電諧振,它與LC迴路的諧振現象十分相似。它的諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關[1] 。
當晶體不振動時,可把它看成一個平板電容器稱為靜電電容C,它的大小與晶 片的幾何尺寸、電極面積有關,一般約幾個PF到幾十PF。當晶體振盪時,機械振動的慣性可用電感L來等效。一般L的值為幾十mH到幾百mH。晶片的彈性可 用電容C來等效,C的值很小,一般只有0.0002~0.1pF。晶片振動時因摩擦而造成的損耗用R來等效,它的數值約為100Ω。由於晶片的等效電感很 大,而C很小,R也小,因此迴路的品質因數Q很大,可達1000~10000。加上晶片本身的諧振頻率基本上只與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸有關,而 且可以做得精確,因此利用石英諧振器組成的振盪電路可獲得很高的頻率穩定度。

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