一、什麼是晶振ppm

 

晶振全稱是晶體振蕩器，是指從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片(簡稱為晶片)，石英晶體諧振器，簡稱為石英晶體或晶體、晶振;而在封裝內部添加IC組成振蕩電路的晶體元件稱為晶體振蕩器。其產品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼
、陶瓷或塑料封裝的。

 

dianziyuanjianshidianlushejizhongyigehenguanjiandesuozai
，dianludejingzhunzhijieguanhushiyongzhekejingzhendechanpindezhiliangwenti，danshizuizhongyaodetixianzaiyuyigexiaocanshunajiushijingzhendeppmzhi
，jijingdudianrongzhi。jingduzhiyuedibiaomingzhekedianziyuanjianyuejingduyuejingque
，shiyongqilaiyuenaiyonghefanyingchulaidexiaoguojiuyuehao。name，nizhidaojingzhendianluzhongdeppm嗎?ppm這個小參數，是如何產生大作用的。

 

 

二
、晶振ppm誤差公式

 

1：120ppm，27M的晶振，頻率的誤差 = 120/100萬*27M=3240Hz

 

晶振的精度決定時鍾的計時準確度。

 

2：所配晶振頻率：32772.2HZ，誤差為+1.2ppm

 

一年的誤差計算過程為：

 

Δf = +1.2/100萬*32772.2

 

Δt/秒= Δf/32772.2 = 1.2/100萬

 

一年的誤差 = Δt*24*3600*365 = 37.8秒

 

 

三

、晶振的主要參數
 

 

晶振的主要參數有標稱頻率、老化率

、頻率準確度、頻率穩定度、相位噪聲
、功耗等。

 

1、標稱頻率：是指晶振的標稱輸出頻率;

 

2、頻率準確度：是指常溫(25度)下，所測晶振頻率相對標稱頻率的差值。這一點是不太重要的;

 

3、頻率穩定度：一般是指頻率溫度穩定度，是指在晶振的工作溫度範圍內頻率隨著溫度變化的大小，一般用PPM或PPB來標示，1PPB=0.001PPM=1*10-9;

 

4
、老化率：隨著時間的推移，頻率值隨著變化的大小;

 

5
、相位噪聲：信號功率與噪聲功率的比率(C/N)，是表征頻率顫抖的技術指標。一般來說雷達等設備會對相位噪聲有特殊要求;

 

6、晶體還有一個重要的特性就是“RR等效阻抗”，晶振常出現停振現象。經分析均為晶片阻值大於80歐姆。

 

四、晶振工作原理

 

 

若ruo在zai石shi英ying晶jing體ti的de兩liang個ge電dian極ji上shang加jia一yi電dian場chang，晶jing片pian就jiu會hui產chan生sheng機ji械xie變bian形xing。反fan之zhi，若ruo在zai晶jing片pian的de兩liang側ce施shi加jia機ji械xie壓ya力li，則ze在zai晶jing片pian相xiang應ying的de方fang向xiang上shang將jiang產chan生sheng電dian場chang，這zhe種zhong物wu理li現xian象xiang稱cheng為wei壓ya電dian效xiao應ying。如ru果guo在zai晶jing片pian的de兩liang極ji上shang加jia交jiao變bian電dian壓ya，晶jing片pian就jiu會hui產chan生sheng機ji械xie振zhen動dong，同tong時shi晶jing片pian的de機ji械xie振zhen動dong又you會hui產chan生sheng交jiao變bian電dian場chang。在zai一yi般ban情qing況kuang下xia，晶jing片pian機ji械xie振zhen動dong的de振zhen幅fu和he交jiao變bian電dian場chang的de振zhen幅fu非fei常chang微wei小xiao，但dan當dang外wai加jia交jiao變bian電dian壓ya的de頻pin率lv為wei某mou一yi特te定ding值zhi時shi，振zhen幅fu明ming顯xian加jia大da，比bi其qi他ta頻pin率lv下xia的de振zhen幅fu大da得de多duo，這zhe種zhong現xian象xiang稱cheng為wei壓ya電dian諧xie振zhen，它ta與yuLC回路的諧振現象十分相似。它的諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關。

 

當晶體不振動時
，可把它看成一個平板電容器稱為靜電電容C
，它的大小與晶片的幾何尺寸

、電極麵積有關，一般約幾個皮法到幾十皮法。當晶體振蕩時，機械振動的慣性可用電感L來等效。一般L的值為幾十豪亨到幾百豪亨。晶片的彈性可用電容C來等效，C的值很小，一般隻有0.0002～0.1皮法。晶片振動時因摩擦而造成的損耗用R來等效，它的數值約為100歐。由於晶片的等效電感很大

，而C很小，R也小，因此回路的品質因數Q很大

，可達1000～10000。加上晶片本身的諧振頻率基本上隻與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸有關，而且可以做得精確，因此利用石英諧振器組成的振蕩電路可獲得很高的頻率穩定度。

 

 

計算機都有個計時電路，盡管一般使用“時鍾”這zhe個ge詞ci來lai表biao示shi這zhe些xie設she備bei，但dan它ta們men實shi際ji上shang並bing不bu是shi通tong常chang意yi義yi的de時shi鍾zhong，把ba它ta們men稱cheng為wei計ji時shi器qi可ke能neng更geng恰qia當dang一yi點dian。計ji算suan機ji的de計ji時shi器qi通tong常chang是shi一yi個ge精jing密mi加jia工gong過guo的de石shi英ying晶jing體ti，石shi英ying晶jing體ti在zai其qi張zhang力li限xian度du內nei以yi一yi定ding的de頻pin率lv振zhen蕩dang，這zhe種zhong頻pin率lv取qu決jue於yu晶jing體ti本ben身shen如ru何he切qie割ge及ji其qi受shou到dao張zhang力li的de大da小xiao。有you兩liang個ge寄ji存cun器qi與yu每mei個ge石shi英ying晶jing體ti相xiang關guan聯lian
，一yi個ge計ji數shu器qi和he一yi個ge保bao持chi寄ji存cun器qi。石shi英ying晶jing體ti的de每mei次ci振zhen蕩dang使shi計ji數shu器qi減jian1。當計數器減為0時，產生一個中斷，計數器從保持寄存器中重新裝入初始值。這種方法使得對一個計時器進行編程，令其每秒產生60次中斷(或者以任何其它希望的頻率產生中斷)成為可能。每次中斷稱為一個時鍾嘀嗒。

 

晶jing振zhen在zai電dian氣qi上shang可ke以yi等deng效xiao成cheng一yi個ge電dian容rong和he一yi個ge電dian阻zu並bing聯lian再zai串chuan聯lian一yi個ge電dian容rong的de二er端duan網wang絡luo
，電dian工gong學xue上shang這zhe個ge網wang絡luo有you兩liang個ge諧xie振zhen點dian，以yi頻pin率lv的de高gao低di分fen其qi中zhong較jiao低di的de頻pin率lv為wei串chuan聯lian諧xie振zhen，較jiao高gao的de頻pin率lv為wei並bing聯lian諧xie振zhen。由you於yu晶jing體ti自zi身shen的de特te性xing致zhi使shi這zhe兩liang個ge頻pin率lv的de距ju離li相xiang當dang的de接jie近jin，在zai這zhe個ge極ji窄zhai的de頻pin率lv範fan圍wei內nei，晶jing振zhen等deng效xiao為wei一yi個ge電dian感gan
，所suo以yi隻zhi要yao晶jing振zhen的de兩liang端duan並bing聯lian上shang合he適shi的de電dian容rong它ta就jiu會hui組zu成cheng並bing聯lian諧xie振zhen電dian路lu。這zhe個ge並bing聯lian諧xie振zhen電dian路lu加jia到dao一yi個ge負fu反fan饋kui電dian路lu中zhong就jiu可ke以yi構gou成cheng正zheng弦xian波bo振zhen蕩dang電dian路lu，由you於yu晶jing振zhen等deng效xiao為wei電dian感gan的de頻pin率lv範fan圍wei很hen窄zhai，所suo以yi即ji使shi其qi他ta元yuan件jian的de參can數shu變bian化hua很hen大da，這zhe個ge振zhen蕩dang器qi的de頻pin率lv也ye不bu會hui有you很hen大da的de變bian化hua。晶jing振zhen有you一yi個ge重zhong要yao的de參can數shu，那na就jiu是shi負fu載zai電dian容rong值zhi，選xuan擇ze與yu負fu載zai電dian容rong值zhi相xiang等deng的de並bing聯lian電dian容rong

，就jiu可ke以yi得de到dao晶jing振zhen標biao稱cheng的de諧xie振zhen頻pin率lv。一yi般ban的de晶jing振zhen振zhen蕩dang電dian路lu都dou是shi在zai一yi個ge反fan相xiang放fang大da器qi的de兩liang端duan接jie入ru晶jing振zhen
，再zai有you兩liang個ge電dian容rong分fen別bie接jie到dao晶jing振zhen的de兩liang端duan，每mei個ge電dian容rong的de另ling一yi端duan再zai接jie到dao地di
，這zhe兩liang個ge電dian容rong串chuan聯lian的de容rong量liang值zhi就jiu應ying該gai等deng於yu負fu載zai電dian容rong，請qing注zhu意yi一yi般banIC的引腳都有等效輸入電容，這個不能忽略。一般的晶振的負載電容為15皮或12.5皮，如果再考慮元件引腳的等效輸入電容
，則兩個22皮的電容構成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。

 

 

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