從PCB電路板上認識了解晶振

萍水泥牛 發佈 2022-10-18T14:40:02.277172+00:00

在PCB電路板上,有一個電子元件,如果不注意根本感覺不到它的存在,這個元件就是晶振。如果說微處理器是電腦板的核心,它就是微處理器的心臟。晶振的概念 晶振是晶體振盪器的簡稱,實際上通常說的晶振也包括晶體諧振器,因為其核心都是一塊石英晶體。

在PCB電路板上,有一個電子元件,如果不注意根本感覺不到它的存在,這個元件就是晶振。如果說微處理器是電腦板的核心,它就是微處理器的心臟。

晶振的概念 晶振是晶體振盪器的簡稱,實際上通常說的晶振也包括晶體諧振器,因為其核心都是一塊石英晶體。

在了解晶振之前,先搞明白諧振與振盪這兩個概念。諧振就是一起振的意思,也就是物理學上的「共振」。振盪則可以理解為周而復始的往復運動。

石英晶體按要求切割拋光並塗上銀層,再從銀層上引出兩個電極並封裝起來,就是石英晶體諧振器。石英晶體諧振器加上啟振電路就是振盪器。

晶振的作用 晶振是電路中的時鐘元件,能為微處理晶片提供穩定的時鐘頻率。晶振的頻率與晶片的反應速度密切相關,晶振的頻率越高,晶片的運行速度越快。平常我們說的電腦、手機有點卡,死機就是晶振頻率跟不上的原故。

晶振的工作原理 晶振是利用石英晶體或陶瓷的壓電效應製成的振盪器。給晶體施加電壓,晶體就會產生振動;晶體振動反過來又會產生電壓。晶振計時這種微觀世界上的東西,微弱的電壓能夠讓它產生變形,簡直讓人不可思議,但它的計時的道理與鐘擺一樣,雖然擺鐘現在也難見到,但是畢竟還是好理解一些。

晶振的類型 晶體加上電路就成晶振。晶振按使用材料分石英晶振和陶瓷晶振;晶振按封裝材料有金屬、陶瓷或塑料,按引腳也分直插(DIP)和貼片(SMT)。晶振按頻率又分低頻晶振(以KHz計)和高頻晶振(以MHz計),晶振的頻率越高,耗能越大,但頻率越低,自身體積會越大。晶振按電路規模又分為無源晶振和有源晶振。諧振器(Xtal)是無源晶振,振盪器(XO)是有源晶振。振盪器自帶電壓,無需外部元件啟振就能自己振盪。諧振器加上驅動電路就變成了振盪器。

陶瓷晶振 又稱陶瓷諧振器,是無源晶振,比石英晶振精度低,一般用於遙控器,玩具等產品。陶瓷晶振我還沒見到貼片的,陶瓷插腳晶振分2腳和3腳,3腳晶振實際上是把2腳晶振要配置的2個電容都封裝在陶瓷內了,中間的一個腳是兩個電容的公共端,另外兩個引腳沒有極性之分,直接與晶片連接。


石英晶振 晶振一般來說指石英晶振,它又分石英晶體諧振器和石英晶體振盪器。石英晶體諧振器有2腳的,也有4腳的,但沒有3腳的,2腳晶振兩腳沒有極性之分。即使是4腳晶振,基本上也都是無源晶振,實際上只有2腳有實際功能,另外2腳只是為了使晶振更牢固地固定在電路板上。4腳以上的晶振一般是石英晶體振盪器,它具有振盪功能當然也就是有源晶振了。


音叉晶振 音叉晶振的石英晶片外型像一個音叉,其封裝在一個圓柱內,也叫圓柱晶振。音叉晶振常用頻率為32.768KHz。因常用於時鐘電路也稱時鐘晶振。32768是2的15次方,將32768連接到一個16位計數器,第16位每變化一次,正好是1秒。時鐘晶振主要為晶片提供時鐘頻率,以使晶片能按設計的程序啟動並有序工作。


晶振上的絲印 想搞清楚晶振上的絲印LOGO、文字、數字所代表的意思是很難的,就是標註了頻率有時也不知道單位大小,不過大多數默認為MHz,也有KHz,數字上的小數點後面幾個數可能是表示晶振頻率的精度。也可能與波特率有關。

晶振在印刷電路板上大多用Y 、 X 、表示,也有用Z,G,CR、 CRS、CRT、BC等文字符號標註的,可能根據晶振的類型,用途不同,字符也就不一樣吧。

目前見到的也就是這四種晶振,也許其他晶振也見到過,特別是貼片晶振,因為不好識別,即使有絲印也很難看清,如果PCB板上沒有標註,要認識了解估計電子工程師都有難度。

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