晶振受熱起振和停振的原因
晶體振蕩器利用石英晶體的壓電效應(yīng)來產(chǎn)生非常穩(wěn)定且精確的振蕩頻率,。為什么晶振在受熱后,,會(huì)出現(xiàn)頻率不穩(wěn)定,甚至有時(shí)會(huì)起振或停振的現(xiàn)象呢,?
一,、起振:
在溫度升高的情況下,,有些晶振會(huì)開始振蕩。有以下幾點(diǎn)原因:
1,、頻率溫度特性:晶振的頻率會(huì)隨著頻率溫度曲線變化,。
2、電路溫度系數(shù):電路中的電容或者電感值會(huì)隨著溫度變化而變化,,從而影響振蕩條件,。
3、熱膨脹效應(yīng):晶振的封裝和材料在受熱時(shí)會(huì)膨脹或者收縮,,導(dǎo)致晶體的物理尺寸變化,,從而影響晶體的諧振頻率和振蕩條件。
二,、停振:
晶振在溫度升高后停止振蕩的現(xiàn)象被稱為停振,,可能由以下幾個(gè)原因引起:
1、振蕩條件的變化:振蕩電路必須滿足特定的相位和增益條件才能維持振蕩,。溫度變化可能改變電路參數(shù),,使振蕩條件不再滿足,進(jìn)而停止振蕩,。
2,、溫度過高引起的損傷: 過熱會(huì)損壞晶振或其周圍的電路元件,,可能永久改變晶體的電學(xué)特性,,導(dǎo)致振蕩停止。
3,、電路中的熱漂移: 溫度變化會(huì)引起電路元件性能漂移,,使電路不能再維持振蕩所需的條件。
4,、封裝應(yīng)力變化: 溫度變化會(huì)導(dǎo)致晶振封裝材料的應(yīng)力變化,,影響晶體的機(jī)械共振特性和振蕩能力。
三,、解決措施:
要避免或減輕晶振在溫度變化下的起振或停振問題,,可以采取以下措施:
1、選擇合適的晶振:根據(jù)應(yīng)用環(huán)境選擇具有適當(dāng)溫度穩(wěn)定性的晶振,或者使用TCXO或OCXO來提供更高的溫度穩(wěn)定性,。
2,、溫補(bǔ)晶振TCXO使用一個(gè)內(nèi)部溫度傳感器和補(bǔ)償電路來檢測(cè)環(huán)境溫度,并調(diào)整晶體的振蕩頻率,,以抵消溫度變化的影響,。這種補(bǔ)償是動(dòng)態(tài)的,隨著溫度的變化實(shí)時(shí)調(diào)整,。
3,、恒溫晶振OCXO是用電路控制溫度。內(nèi)部恒溫箱可以把穩(wěn)定度控制的非常嚴(yán)格,。OCXO在啟動(dòng)時(shí)需要進(jìn)行一個(gè)熱啟動(dòng)過程達(dá)到振蕩起振所需的起振條件,,在恒溫晶振的產(chǎn)品規(guī)格書上會(huì)注明。
4,、優(yōu)化電路: 確保振蕩電路在寬溫度范圍內(nèi)能夠穩(wěn)定工作,,選擇低溫漂的元件,適當(dāng)調(diào)整電路參數(shù)以適應(yīng)溫度變化,。
5,、通過適當(dāng)?shù)纳岽胧┛刂齐娐窚囟龋苊饩д窈推渌^熱,。
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