关于晶体振荡器频率范围和应用,晶诺威科技解释如下:
概要:
1、晶体振荡器的频率范围很广,从低至0.0320MHz到超过1075MHz,可满足计时、通信和高级电子系统等各种应用的需求。
2、振荡器的谐振频率高度稳定,这归因于晶体的物理尺寸。TCXO 和 OCXO 等特殊类型可在温度变化范围内提供增强的稳定性。
3、晶体振荡器数据表通常标明“10~50 MHz”等范围,表示产品系列中可用的各种不同频率。每个晶体还具有指定的频率容差,表明每颗晶振单体的性能范围。
石英晶体在晶体振荡器频率范围内具有多种频率。晶体振荡器频率范围的概念可以包括几个方面。首先,制造商在特定频率范围内生产晶体振荡器,提供各种功能相似的晶体,每种晶体具有不同的标称频率。其次,所有制造的晶体振荡器的频率范围涵盖广泛的频谱,从低至0.0320MHz开始,最高可达1075MHz 甚至更高。
晶体振荡器频率范围内的常见应用
频率范围 | 特定频率 | 常见应用 |
低(32 kHz 至 1 MHz) |
32.768 KHz |
腕表,实时时钟模块 |
100 kHz 至 1 MHz |
RFID射频系统, 消费类电子产品 |
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中级(1 至 10 MHz) |
4 至 8 MHz |
微控制器、电视遥控器 |
10MHz |
数字电路、通信设备 |
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高(10 至 100 MHz) |
20 至 40 MHz |
微处理器、无线设备 |
100MHz |
快速数字电路、高速ADC |
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非常高(高于 100 MHz) |
125 至 200 MHz |
通信系统,以太网 |
200 MHz 以上 |
雷达系统, 卫星通信 |
晶体振荡器频率
晶体振荡器的标称频率是其设计的谐振频率,即它打算工作的频率。例如,标记为10MHz的振荡器在此标称频率下工作。然而,在实际场景中,振荡器会表现出一些频率偏差。这些偏差是通过频率稳定性来衡量的,通常在产品数据表中注明。晶体振荡器的谐振频率非常稳定,这主要是由于它依赖于晶体的物理尺寸。这种稳定性通常以百万分之一(ppm) 为单位,远远超过RC或LC振荡器不太稳定的谐振频率。晶体的标准谐振频率可在很宽的频谱范围内使用,以满足我们在下面讨论的各种应用要求。
影响晶体振荡器频率的因素
晶体的频率会随其温度而变化,因为晶体的大小取决于温度。为了缓解这种情况,温度补偿晶体振荡器(TCXO)和炉控晶体振荡器(OCXO)用于需要在一定温度范围内保持高频稳定性的应用。尽管如此,在以特定方式取向的晶体(称为切割工艺)中,这些变化可以最小化,因此对于大多数应用来说,它们几乎是微不足道的,除非那些需要极其精确的测量。通过采用分频器、倍频器和锁相环电路,从单个参考频率生成宽频谱变得可行。
频率范围与容差的关系
检查晶体振荡器的数据表可能会显示晶体振荡器的频率范围为“10~50 MHz”。需要注意的是,这并不表示单晶产品的频率范围,而是表示该系列中各种晶体的生产,每种晶体在频谱中都有不同的频率。因此,工作在20MHz的晶体与工作在25 MHz的晶体是完全独立的产品。此外,这些晶体具有指定的频率容差,表示每个单元的性能范围。因此,购买频差为 ±20ppm的25 MHz晶体可保证其频率介于24.9995MHz和25.0005 MHz之间。
晶体振荡器频率趋势
低频晶体通常用于各种应用,包括实时时钟、石英表和各种时钟设备。另一方面,高频晶体主要用于电子通信,例如蜂窝设备、遥控器、GPS 系统、无线电和调制解调器。当然,也有例外,一些高频晶体也被用于时钟机制,而低频晶体则用于电子通信技术。
(两脚晶体谐振器:49U和49S)
在某些特殊用途中,晶体振荡器是针对特定频率量身定制的。例如,4.194304MHz振荡器非常适合定时器,因为由于采用了22级二进制分频器,将该频率除以222会产生精确的1Hz信号。下面,我们总结了巨大的晶体振荡器频率范围内的各种趋势。
晶体振荡器频率趋势
应用类别 | 频率 | 目的/意义 |
计时和实时时钟 (RTC) |
0.032768MHz,0.065536MHz |
用于实时时钟和石英表,通常在较低的频率范围内。 |
数据通信和UART |
1.8432MHz,3.6864MHz |
用于串行通信的UART应用,有助于实现标准波特率。 |
音频/视频 (A/V) |
2.8224MHz,3.579545MHz |
用于CD-DA系统和NTSC彩色副载波,与特定信号频率对齐。 |
无线电和中频 (IF) 滤波器 |
4.5MHz、10.7MHz |
常见于无线电应用,例如FM广播中的IF滤波器。 |
二元除法 |
变量 |
允许二进制分频至 1 Hz 或 32.768 kHz 的频率,这对于数字系统和微控制器至关重要。 |