晶振的基本概述
晶振全稱為晶體振蕩器(英文Crystal Oscillators),其作用在于產(chǎn)生原始的時(shí)鐘頻率,這個(gè)頻率晶振經(jīng)過頻率發(fā)生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率。以聲卡為例,要實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬信號(hào)44.1kHz或48kHz的采樣,頻率發(fā)生器就必須提供一個(gè)44.1kHz或48kHz的時(shí)鐘頻率。如果需要對(duì)這兩種音頻同時(shí)支持的話,聲卡就需要有兩顆晶振。但是娛樂級(jí)聲卡為了降低成本,通常都采用SRC將輸出的采樣頻率固定在48kHz,但是SRC會(huì)對(duì)音質(zhì)帶來損害,而且現(xiàn)在的娛樂級(jí)聲卡都沒有很好地解決這個(gè)問題。晶振一般叫做晶體諧振器,是一種機(jī)電器件,是用電損耗很小的石英晶體經(jīng)精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成。這種晶體有一個(gè)很重要的特性,如果給它通電,它就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振蕩,反之,如果給它機(jī)械力,它又會(huì)產(chǎn)生電,這種特性叫機(jī)電效應(yīng)。他們有一個(gè)很重要的特點(diǎn),其振蕩頻率與他們的形狀,材料,切割方向等密切相關(guān)。由于石英晶體化學(xué)性能非常穩(wěn)定,熱膨脹系數(shù)非常小,其振蕩頻率也非常穩(wěn)定,由于控制幾何尺寸可以做到很精密,因此,其諧振頻率也很準(zhǔn)確。根據(jù)石英晶體的機(jī)電效應(yīng),我們可以把它等效為一個(gè)電磁振蕩回路,即諧振回路。他們的機(jī)電效應(yīng)是機(jī)-電-機(jī)-電的不斷轉(zhuǎn)換,由電感和電容組成的諧振回路是電場(chǎng)-磁場(chǎng)的不斷轉(zhuǎn)換。在電路中的應(yīng)用實(shí)際上是把它當(dāng)作一個(gè)高Q值的電磁諧振回路。由于石英晶體的損耗非常小,即Q值非常高,做振蕩器用時(shí),可以產(chǎn)生非常穩(wěn)定的振蕩,作濾波器用,可以獲得非常穩(wěn)定和陡削的帶通或帶阻曲線。
晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作,以提供穩(wěn)定,精確的單頻振蕩。在通常工作條件下,普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬分之五十。高級(jí)的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率,稱為壓控振蕩器(VCO)。
晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振,便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振,而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。
晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用,以提供系統(tǒng)所需的時(shí)鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時(shí)鐘信號(hào),可以用與同一個(gè)晶振相連的不同鎖相環(huán)來提供。
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