石英晶振的頻率穩(wěn)定性和負(fù)載電容有什么關(guān)系？

通信系統(tǒng)的頻率發(fā)生器中的晶振是石英晶振，我們的設(shè)計(jì)師利用石英晶體的壓電效應(yīng)制成諧振組件，這樣就形成了具有高精度、高穩(wěn)定度的振蕩器。石英晶振的出現(xiàn)直接取代了LC 選頻電路，被廣泛應(yīng)用于各類電子產(chǎn)品中。

石英諧振器能形成一個(gè)振蕩脈沖，在系統(tǒng)工作的時(shí)候?yàn)閿?shù)據(jù)處理設(shè)備提供一個(gè)穩(wěn)定頻率的時(shí)鐘信號(hào)。石英晶振的頻率穩(wěn)定性與以下方面有關(guān)：激勵(lì)電平、負(fù)載電容。

激勵(lì)電平有大小之分，一般來講偏小的激勵(lì)電平對(duì)長(zhǎng)穩(wěn)有利，激勵(lì)電平太大的時(shí)候石英片振動(dòng)變強(qiáng)，這樣會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)區(qū)域溫度升高，從而導(dǎo)致頻率的穩(wěn)定度降低。激勵(lì)電平過大會(huì)使等效電阻增加，容易激起寄生振動(dòng)，由于機(jī)械形變超過彈性限度而引起永久性的晶格位移，使頻率產(chǎn)生永久性的變化，甚至有時(shí)會(huì)把石英片振壞。

激勵(lì)電平的大小直接影響石英諧振器的性能，一般取70 -100uA 為佳，用激勵(lì)功率表示時(shí)，一般取1 -100uW 為佳。電路設(shè)計(jì)者一定要嚴(yán)格控制石英諧振器在規(guī)定的激勵(lì)電平下工作，以便充分發(fā)揮石英諧振器的特點(diǎn)。

作為電感組件的石英諧振器在振蕩電路可以通過調(diào)整負(fù)載電容將振蕩電路的工作頻率調(diào)整到標(biāo)稱值，所以負(fù)載電容的選用一定要要合理。

什么是負(fù)載電容呢？石英晶振元件兩腳向振蕩電路方向加持的所有有效電容，就是石英晶振從該振蕩電路獲得的負(fù)載電容。電路的其它組件均可等效為一個(gè)負(fù)載電容與石英諧振器的等效參數(shù)及頻率穩(wěn)定度帶來影響。

電容的大小和雜散電容的影響成反比，電容大的時(shí)候微調(diào)率下降，雜散電容的影響減��；容值太小的時(shí)候微調(diào)率會(huì)增加，雜散電容影響和負(fù)載諧振電阻增加，甚至?xí)��?dǎo)致起振困難。負(fù)載電容同石英晶振共同決定電路的工作頻率。