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元器件科普|谐振器的作用是什么?一文带你了解!

292 2022-03-09 来源: IC先生 作者: IC小编

我们在生活中使用电子产品时,离不开频率的发射和接收,而频率的发射和接收就需要这样一种电子元器件:谐振器。谐振器就是指产生谐振频率的电子元件,常用的有石英晶体谐振器和陶瓷谐振器,本文就将为大家科普这几种常见谐振器的作用和优缺点。

谐振器的作用

产生频率的作用,具有稳定,抗干扰性能良好的特点,广泛应用于各种电子产品中。石英晶体谐振器的频率精度要高于陶瓷谐振器,但成本也比陶瓷谐振器高。谐振器主要起频率控制的作用,所有电子产品涉及频率的发射和接收都需要谐振器。谐振器的类型按照外形可以分为直插式和贴片式两种。


谐振器的作用


石英晶体谐振器

石英晶体谐振器又称为石英晶体,俗称晶振,是利用石英晶体的压电效应而制成的谐振元件,与半导体器件和阻容元件一起使用,便可构成石英晶体振荡器。

  • 压电效应:

对某些电介质施加机械力而引起它们内部正负电荷中心相对位移,产生极化,从而导致介质两端表面内出现符号相反的束缚电荷,在一定应力范围内,机械力与电荷呈线性可逆关系,这种现象称为压电效应。

  • 作用:

提供系统振荡脉冲,稳定频率,选择频率。


石英晶体谐振器


  • 主要参数:

标称频率:在规定条件下,晶振的谐振中心频率。

调整频差:在规定条件下,基准温度时的工作频率相对标称频率的最大偏离值。

温度频差:在规定条件下,在整个工作温度范围内,相对于基准温度时工作频率的允许偏离值。

负载谐振电阻:晶振与指定外部电容相串联,在负载谐振频率时的电阻值。

负载电容:是指与晶振一起决定负载谐振频率的有效外界电容,常用标准值有:12pF 、16pF 、20pF 、30pF。

陶瓷谐振器

陶瓷振荡器使用主要由锆钛酸铅(PZT)组成的高度稳定的压电陶瓷作为机械谐振器。当施加电压时,由于压电效应而发生变形,并且在特定频率下发生共振。该共振频率由振动模式和陶瓷基板的尺寸(长度,厚度)决定。由于它比晶体单元更小且更便宜,因此通常代替晶体单元用作电子电路的参考时钟或信号源。但是它的频率精度较差,因此它被限制在对精度要求不高的电路中(晶体的频率精度为0.001%误差,但在PZT中为0.5%)。

  • 作用:

谐振器当固有频率接近相等时可以得到最大振幅,我们生活中用到的收音机,当收音机是IC回路固有频率和发射频率一致时,在IC回路才可以得到最大振幅的信号,从而收到清晰的声音,通常调谐就是改变IC回路的电感或者电容的大小来实现改变回路的固有频率达到调谐选台的,谐振器就是让某个频率信号通过,阻挡其他频率信号,达到选择的目的,当信号频率和谐振器固有频率相等时,该信号顺利通过就像通过一个小电阻(或导线)一样,当远离固有谐振频率的频率试图通过它就像一个大阻抗。


陶瓷谐振器


  • 优点:

同晶体相比,陶瓷谐振器的成本只有晶体的一半并且尺寸较小。

  • 缺点:

同晶体相比,欠缺频率和温度稳定性。其精度较差,大概在1%至0.1%之间。综 述:陶瓷谐振器的典型初始精度在0.5%至0.1%范围内,老化或温度变化所致的漂移可能改变这一精度范围。廉价陶瓷谐振器的公差只有±1.1%,较高端 的汽车精度则分别为±0.25%和±0.3%。未来的应用在于汽车CAN(控制器局域网络)总线应用,工作温度为-40°C至+125°C。频率为200 KHZ至约1 GHZ的低成本陶瓷谐振器适用于对时序要求不严格的嵌入系统。陶瓷器件起动较快,一般体积小于石英器件。它们也更能承受冲击与振动。

以上就是本次的科普,希望能帮助大家更好地认识谐振器的作用,以及石英晶体谐振器和陶瓷谐振器这两种元器件各自的优缺点,以上就是本文的全部内容,如果觉得本文对您有所帮助,请持续关注“IC先生”网站以及“IC先生”微信公众号,我们将给您带来更多新闻资讯和知识科普!

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文章标签: 谐振器
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