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石英晶体谐振器、振荡器、滤波器概述
来源: | 作者:crystalhf | 发布时间: 2019-07-24 | 1238 次浏览 | 分享到:

一、石英晶体谐振器
    石英晶体谐振器又称为石英晶体,俗称晶振。是利用石英晶体的压电效应而制成的谐振元件,与半导体器件和阻容元件一起使用,便可构成石英晶体振荡器。
    谐振器一般分为插件(Dip)和贴片(SMD)
    插件中又分为HC-49U、HC-49US、HC-49USS、音叉型(柱状晶振)。
    HC-49U一般称49U,有些采购俗称"高型";
    UM-1、UM-5系列产品,统称UM产品,结构较49U产品外形更小;
    HC-49US一般称49S,俗称"矮型";
    HC-49USS一般称49SS,俗称(超矮型,通常是2.5mm封装高度);
    HC-49US(SMD)即准表面贴装型系列产品。
    音叉型按照体积分可以分为3*9、3*8、2*6、、1*5、、1*4等等。
    贴片型是按大小和脚位来分类。例如7*5(7050)、6*3.5(6035)、5*3.2(5032)等等。
   
    石英晶体谐振器主要用于频率控制和频率选择电路,根据其外型结构不同可分为HC-49U、HC-49US、HC-49US(SMD)、UM-1、UM-5及柱状晶体等。
    HC-49U适用于具有宽阔空间的电子产品如通信设备、电视机、电话机、电子玩具中。
    HC-49US适用于空间高度受到限制的各类薄型、小型电子设备及产品中。
    HC-49US(SMD)为准表面贴装型产品,适用于各类超薄型、小型电脑及电子设备中。
    柱状石英晶体谐振器适用于空间狭小的稳频计时电子产品如计时器、电子钟、计算器等。
    UM系列产品主要应用于移动通讯产品中,如卫星接收机、移动手机等。

 

二、普通晶体振荡器
    大家一般会把石英晶体谐振器与石英晶体振荡器统称为晶振。
    谐振器分为插件和贴片,一般需要外接元件组成振荡电路;振荡器也可分为插件(DIP)和贴片(SMD),插件如长方形的DIP14封装,正方形的DIP8封装等,贴片有7*5,5*3.2等封装。
    国际电工委员会(IEC)将石英晶体振荡器分为4类:
    ①普通晶体振荡(SPXO),可产生10^(-5)~10^(-4)量级的频率精度,标准频率1—100MHZ,频率稳定度是±100ppm。SPXO没有采用任何温度频率补偿措施,价格低廉,通常用作微处理器的时钟器件。
    ②电压控制式晶体振荡器(VCXO),其精度是10^(-6)~10^(-5)量级,频率范围1~30MHz。低容差振荡器的频率稳定度是±50ppm。通常用于锁相环路。
    ③温度补偿式晶体振荡(TCXO),采用温度敏感器件进行温度频率补偿,频率精度达到10^(-7)~10^(-6)量级,频率范围1—60MHz,频率稳定度为±0.1~±2.5ppm,如果您需要使您的设备即开即用且要求高稳定度,您就必须选用它,如果要求稳定度在0.5ppm以上,则需选择数字温度补偿晶体振荡器(MCXO或DTCXO),它通常用于手持电话、蜂窝电话、双向无线通信设备等。
    ④恒温控制式晶体振荡(OCXO),它是利用恒温槽使晶体振荡器或石英晶体振子的温度保持恒定,将由周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量削减到最小的晶体振荡器。在OCXO中,有的只将石英晶体振子置于恒温槽中,有的是将石英晶体振子和有关重要元器件置于恒温槽中,还有的将石英晶体振子置于内部的恒温槽中,而将振荡电路置于外部的恒温槽中进行温度补偿,实行双重恒温槽控制法。利用比例控制的恒温槽能把晶体的温度稳定度提高到5000倍以上,使振荡器频率稳定度至少保持在1×10-9。OCXO主要用于移动通信基地站、国防、导航、频率计数器、频谱和网络分析仪等设备、仪表中。
    晶振的主要参数有标称频率,老化率、频率准确度、频率稳定度,相位噪声等。

 

三、石英晶体滤波器
    用晶体谐振器组成的滤波器。晶体滤波器与LC谐振回路构成的滤波器相比﹐在频率选择性﹑频率稳定性﹑过渡带陡度和插入损耗等方面都优越得多﹐已广泛用于通信﹑导航﹑测量等电子设备。1921年W.G.凯地将晶体谐振器用于各种调谐电路﹐形成了晶体滤波器的雏形。1927年L.艾斯本希德把晶体谐振器用于真正的滤波电路。1931年W.P.梅森又把它用于格型滤波器。60年代中期﹐集成式晶体滤波器研制成功﹐从此﹐晶体滤波器在小型化方面有了很大发展。
    石英晶体谐振器是最常用的晶体谐振器之一﹐它在滤波器中主要用作窄带通滤波器。钽酸锂或铌酸锂晶体谐振器的耦合系数和频率常数较大﹐适于制做高频宽带通滤波器。其它压电材料因温度稳定性较差﹐很少采用。
    按元件分类,滤波器可分为:有源滤波器、无源滤波器、陶瓷滤波器、晶体滤波器、机械滤波器、锁相环滤波器、开关电容滤波器等。
    按信号处理的方式分类,滤波器可分为:模拟滤波器、数字滤波器。
    按通频带分类,滤波器可分为:低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等。除此之外,还有一些特殊滤波器,如满足一定频响特性、相移特性的特殊滤波器,例如,线性相移滤波器、时延滤波器、音响中的计杈网络滤波器、电视机中的中放声表面波滤波器等。
    按通频带分类,有源滤波器可分为:低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)、带阻滤波器(BEF)等。
    按通带滤波特性分类,有源滤波器可分为:最大平坦型(巴特沃思型)滤波器、等波纹型(切比雪夫型)滤波器、线性相移型(贝塞尔型)滤波器等。
    按运放电路的构成分类,有源滤波器可分为:无限增益单反馈环型滤波器、无限增益多反馈环型滤波器、压控电源型滤波器、负阻变换器型滤波器、回转器型滤波器等。