曾經(jīng)陶瓷晶振占據(jù)了頻率元件大份額的市場，被廣泛應(yīng)用到廣播音頻，游戲機(jī)，電話機(jī)，智能體溫計(jì)/血壓計(jì)，電視機(jī)，遙控器等常見的產(chǎn)品上。亞洲地區(qū)比較有名的陶瓷諧振器制造商是村田，而在歐美也有一家足以與村田媲美的廠家，叫做ECS公司，目前這個(gè)品牌在我國的逐漸為人熟知。ECS晶振是1980年才創(chuàng)立的品牌，總公司在美國，陶瓷諧振器只是其中一個(gè)業(yè)務(wù)，所以型號并不是很多，但ECS對待任何產(chǎn)品都始終如一，盡心盡力的做好，接下來是ECS分享的關(guān)于陶瓷晶振的應(yīng)用說明和注意事項(xiàng)，由金洛鑫電子整理并提供。
這是一篇關(guān)于陶瓷晶振比較詳細(xì)的文章，感興趣或有需求的采購和工程可以仔細(xì)閱讀，有任何不明白的地方，歡迎聯(lián)系我司提出疑問，我們將竭誠為您服務(wù)，提供免費(fèi)的技術(shù)支持和樣品支持！
ECS陶瓷諧振器型號規(guī)格表：

陶瓷諧振器的工作原理:
等效電路常數(shù)：圖1.2顯示了陶瓷諧振器的符號。端子間的阻抗和相位特性如圖1.5所示。該圖說明諧振器在提供最小阻抗的頻率fr（諧振頻率）和提供最大阻抗的頻率fa（反諧振頻率）之間的頻率范圍內(nèi)變?yōu)殡姼行缘摹Ｋ谄渌l率范圍內(nèi)變得具有電容性。這意味著雙端諧振器的機(jī)械振動(dòng)可以用等效電路代替，該等電路由串聯(lián)和并聯(lián)諧振電路的組合構(gòu)成，其中包括電感器L，電容器C和電阻器R.在諧振頻率附近，等效電路可以表示如圖1.4所示。fr和fa頻率由壓電陶瓷材料及其物理參數(shù)決定。等效的循環(huán)常數(shù)可以從以下公式確定：

考慮到fr

基本振蕩電路：
通常，振蕩電路可以分為以下三種類型：
1.積極的反饋
2.負(fù)電阻元件
3.在陶瓷諧振器，石英晶體諧振器和LC振蕩器的情況下，傳輸時(shí)間或相位的延遲，正反饋是首選電路。在使用LC的正反饋振蕩電路中，通常使用Colpitts和Hartley的調(diào)諧型反耦合振蕩電路。見圖1.7。
在圖1.7中，使用了最基本的放大器晶體管。
振蕩頻率與由Colpitts電路中的L，CL1和Cl2組成的電路的諧振頻率大致相同，或者由Hartley電路中的L1，L2和C組成。這些頻率可以用下面的公式表示。

在陶瓷諧振器振蕩器中，利用陶瓷諧振器代替電感器，利用晶振在諧振和反諧振頻率之間變?yōu)殡姼械氖聦?shí)。最常用的電路是Colpitts電路。這些振蕩電路的工作原理如圖2.1所示。當(dāng)滿足以下條件時(shí)發(fā)生振蕩。環(huán)路增益：G=a：B> 1 相位數(shù)：
在Colpitts電路中，使用180°的反轉(zhuǎn)，并且在反饋電路中用L和C反轉(zhuǎn)大于180°。使用陶瓷諧振器的操作可以被認(rèn)為是相同的。

典型的振蕩電路：陶瓷諧振器最常見的振蕩器電路是Colpitts電路。電路的設(shè)計(jì)隨應(yīng)用和要使用的IC等而變化。雖然電路的基本配置與晶體控制振蕩器的基本配置相同，但機(jī)械Q的差異是由電路常數(shù)的差異引起的。一些典型的例子如下。
設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：使用逆變器門將數(shù)字IC配置成振蕩電路變得越來越普遍。下頁的圖3.1顯示了帶CMOS反相器的基本振蕩電路的配置。INV.1用作振蕩電路的反相放大器。INV.2用作波形整形器，并且還用作輸出的緩沖器。反饋電阻Rf在逆變器周圍提供負(fù)反饋，以便在通電時(shí)振蕩開始。如果Rf的值太大而輸入逆變器的絕緣電阻太低，則由于環(huán)路增益的損失，振蕩將停止。而且，如果Rf太大，則可以將來自其他電路的噪聲引入振蕩電路。顯然，如果1M的Rf通常與陶瓷諧振器一起使用。阻尼電阻Rd具有以下功能，但有時(shí)省略。它使逆變器和反饋電路之間的耦合松動(dòng); 從而減小逆變器輸出側(cè)的負(fù)載。此外，反饋電路的相位穩(wěn)定。它還提供了一種降低較高頻率增益的方法，從而防止了寄生振蕩的可能性。
負(fù)載電容：負(fù)載電容CL1和CL2提供180°的相位滯后。應(yīng)根據(jù)應(yīng)用，使用的IC和頻率正確選擇這些值。如果CL1和CL2的值低于必要值，則高頻環(huán)路增益會(huì)增加，從而增加寄生振蕩的可能性。這特別有可能在厚度振動(dòng)模式所在的4-5MHz附近。

這清楚地表明振蕩頻率受負(fù)載電容的影響。當(dāng)需要對振蕩頻率的嚴(yán)格公差時(shí)，應(yīng)注意定義其值。
CMOS反相器： CMOS反相器可用作反相放大器，4069 CMOS組的單級型最有用。由于增益過大，環(huán)形振蕩或CR振蕩是使用諸如4049組的三級緩沖型逆變器時(shí)的典型問題。伊西斯晶振公司采用RCA CD4O69UBE作為CMOS標(biāo)準(zhǔn)電路，如圖3.2所示。
HCMOS逆變器電路：最近，高速CMOS（HCMOS）越來越多地用于允許微處理器的高速和低功耗的電路。HCMOS逆變器有兩種類型：非緩沖74HCU系列和帶緩沖器的74HC系列。74HCU系統(tǒng)是陶瓷諧振器的最佳選擇。見圖3.3。
TTL逆變電路：由于阻抗匹配，負(fù)載電容CL1和CL2的值應(yīng)大于CMOS的值。此外，反饋電阻Rf應(yīng)小至幾K.注意，需要偏置電阻Rd來正確確定DC工作點(diǎn)。
頻率相關(guān)：下頁顯示的振蕩器電路是ECS標(biāo)準(zhǔn)測試電路。這些電路中使用的逆變器被廣泛接受為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗鼈兊奶匦源砹送幌盗校–MOS/HCMOS/TTL）中微處理器中的特性。當(dāng)然，應(yīng)用將使用不同的IC，并且可以預(yù)期，振蕩器電路特性將因IC而異。通常，這種變化可以忽略不計(jì)，并且可以簡單地通過將處理器分類為CMOS，HCMOS或TTL來選擇陶瓷諧振器部件號。鑒于標(biāo)準(zhǔn)壓電陶瓷諧振器在下頁中對測試電路進(jìn)行100％頻率分類，因此相對容易將我們的標(biāo)準(zhǔn)電路的振蕩頻率與客戶指定電路的振蕩頻率相關(guān)聯(lián)。例如，如果使用的微處理器是頻率為4MHz的Motorola 6805，那么正確的ECS部件號將是ZTA4.OMG（頻率分類到CD4O69UBE CMOS測試電路）。電路參數(shù)應(yīng)選擇如下：

通過實(shí)際設(shè)置該電路以及下面圖3.1所示的標(biāo)準(zhǔn)測試電路，可以確定使用帶有6805處理器的ZTA5.OMG時(shí)可以預(yù)期的平均偏移。實(shí)際數(shù)據(jù)如下所示：

根據(jù)這些數(shù)據(jù)，可以預(yù)測標(biāo)準(zhǔn)4M的ZTA晶振頻率偏離原始的4.00MHz+0.5％初始容差約+0.06％。這當(dāng)然是一個(gè)可以忽略不計(jì)的轉(zhuǎn)變，不會(huì)以任何方式影響電路性能。

各種IC/LSI電路：
陶瓷諧振器通過充分利用前面提到的特征，與各種IC結(jié)合使用，用于廣泛的應(yīng)用。以下是一些實(shí)際應(yīng)用的例子。
微處理器的應(yīng)用：陶瓷諧振器是各種微處理器的穩(wěn)定振蕩元件的最佳選擇：4位，8位和16位。由于微處理器參考時(shí)鐘所需的一般頻率容差為+2％-3％，因此標(biāo)準(zhǔn)單元滿足此要求。向您的ECS或LSI制造商詢問電路常數(shù)，因?yàn)樗鼈冸S頻率和使用的LSI電路而變化。圖A示出了具有4位微處理器的應(yīng)用，圖B示出了具有8位微處理器的應(yīng)用。
遙控IC：遙控器越來越成為一種常見功能。振蕩頻率通常為400-500KHz，455KHz陶瓷進(jìn)口晶振是最受歡迎的。該455KHz被載波信號發(fā)生器分頻，從而產(chǎn)生大約38KHz的載波。

VCO（壓控晶體振蕩器）電路：VCO電路用于電視和音頻設(shè)備，因?yàn)樾盘栃枰c廣播電臺發(fā)送的導(dǎo)頻信號同步處理。最初使用振蕩電路，例如LC和RC;然而，現(xiàn)在使用陶瓷諧振器，因?yàn)樗鼈儾恍枰{(diào)整，并且比舊式電路具有更好的穩(wěn)定性。用于VCO應(yīng)用的諧振器需要具有寬的可變頻率。
其他：除上述用途外，陶瓷諧振器廣泛用于IC用于語音合成和時(shí)鐘生成。對于一般的定時(shí)控制應(yīng)用，振蕩頻率通常由用戶根據(jù)IC制造商推薦的工作頻率范圍選擇。用給定的IC選擇這個(gè)頻率將決定什么電路值和哪個(gè)陶瓷諧振器是合適的。選擇陶瓷諧振器部件號時(shí)，請聯(lián)系您當(dāng)?shù)氐腅CS銷售代表。如前所述，陶瓷諧振器有許多應(yīng)用。一些更具特定應(yīng)用的振蕩器電路要求為該應(yīng)用和IC開發(fā)獨(dú)特的陶瓷諧振器。
振蕩上升時(shí)間：
振蕩上升時(shí)間是指在激活I(lǐng)C的電源時(shí)振蕩從瞬態(tài)區(qū)域發(fā)展到穩(wěn)定區(qū)域的時(shí)間。對于陶瓷諧振器，定義為在穩(wěn)定條件下達(dá)到振蕩水平90％的時(shí)間，如圖6.1所示。上升時(shí)間主要是振蕩電路設(shè)計(jì)的函數(shù)。通常，較小的負(fù)載電容，較高頻率的陶瓷諧振器和較小尺寸的陶瓷諧振器將導(dǎo)致較快的上升時(shí)間。隨著諧振器的電容減小，負(fù)載電容的影響變得更明顯。圖6.2顯示了對負(fù)載電容（CL）和電源電壓的上升時(shí)間的實(shí)際測量。值得注意的是，陶瓷諧振器的上升時(shí)間比石英晶體快一到二十倍。（這一點(diǎn)在圖6中用圖解說明。
啟動(dòng)電壓：啟動(dòng)電壓是指振蕩電路可以工作的最小電源電壓。所有電路元件都會(huì)影響啟動(dòng)電壓。它主要取決于IC的特性。圖6.4示出了相對于負(fù)載電容的起始電壓特性的實(shí)際測量的示例。

陶瓷共振器振蕩特性：
下面描述基本電路中振蕩的一般特性。有關(guān)特定類型的IC和LSI的振蕩特性，請與ECS International聯(lián)系。對溫度的穩(wěn)定性在-20℃至+80℃的范圍內(nèi)變化ia+0.3％至0.5％，盡管它根據(jù)陶瓷材料略有變化。負(fù)載電容（CL1，CL2）對振蕩頻率的影響相對較高，可以從fosc的公式計(jì)算得出。由于工作電壓范圍內(nèi)的電容偏差為+0.1％，fosc變化約+0.1％。fosc也隨IC的特性而變化。
電源電壓變化特性：有關(guān)給定振蕩頻率的實(shí)際穩(wěn)定性測量示例，請參見下面的圖1。
振蕩電平：以下是振蕩電平與溫度，電源電壓和負(fù)載電容（CL1，CL2）的實(shí)際測量示例。振蕩水平要求在很寬的溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定，并且溫度特性應(yīng)盡可能平坦。除非IC具有內(nèi)部恒定電壓電源，否則這種變化與電源電壓呈線性關(guān)系。

對于美國ECS公司量產(chǎn)的陶瓷晶振，許多生產(chǎn)廠家并不了解甚至不知道，現(xiàn)在陶瓷諧振器在市場上仍占有一定的比例，雖然不復(fù)以往的輝煌，但因?yàn)槲锩纼r(jià)廉而受到中低端工廠的喜愛和長期使用。陶瓷晶振主要分為兩種，一種是貼片型，另一種是插件型，要根據(jù)產(chǎn)品板子來選擇。

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