負載電容對石英晶體諧振器的影響

隨著科學技術的不斷發(fā)展，石英晶體諧振器的應用更為廣泛，它幾乎涵蓋了各個領域，同時也成為各類產(chǎn)品中離不開的電子元器件。隨著電子信息技術上的突飛猛進，尤其是數(shù)字電子技術的不多突破，對石英晶體諧振器電子元器件要求越來越高。高精度、高可靠性、高穩(wěn)定性是目前所有產(chǎn)品的完美需求。那么，有哪些因素會影響到呢?

在石英晶體實際使用過程中，經(jīng)常工作于負載諧振狀態(tài)，其標稱頻率是有石英晶體和負載電容所決定的。負載電容在石英晶體使用過程中的應用影響程度起指導作用。

石英晶體諧振器與負載電容

石英晶體諧振器稱為石英晶體，是利用逆壓電效應制成的電子元器件。在實際電路應用中，一般會給石英晶體匹配一個電容，這個電容就是負載電容。該網(wǎng)絡等效于一個新的石英晶體，其諧振頻率為負載諧振頻率，通常來說為標稱頻率。而對于外圍電路來說，石英晶體與它的負載電容構成二端網(wǎng)絡。負載諧振頻率高于串聯(lián)諧振頻率，負載電容越小，差值越大。反之，負載電容越大，頻率越低，當負載電容無窮大時，就是串聯(lián)諧振頻率。如圖所示：

負載電容對石英晶體諧振器的影響

負載電容對頻率的影響

石英晶體最重要的產(chǎn)數(shù)是標稱頻率，其頻率受石英晶體和外接負載電容的影響。負載電容的選擇與頻率、電路形式等有關，而通常在電路中會用牽引靈敏度來表示負載電容變化對石英晶體的影響程度。一般來說，使用基頻石英晶體調(diào)頻更為靈敏，遠大于使用泛音的石英晶體。當負載電容高于串聯(lián)諧振頻率時，負載電容越大，頻率越低；當負載電容越小時，牽引靈敏度越大，輸出頻率越高。如下圖所示：

負載電容對電阻的影響

以星通時頻的HC-49U石英晶體為例具體指標為負載電容54PF，標準頻率5.045Mhz,調(diào)整頻差為±10PPM。如下圖所示：

經(jīng)實測發(fā)現(xiàn)負載頻率隨負載電容的增加，同時牽引的靈敏度降低。由此可見，當負載電容減少，可增加調(diào)頻的靈敏度，但等效電阻相應增加。當負載電容小到某個值時，負載電阻成倍增加。

負載電容對石英晶體的實際使用效果影響很大，尤其是基頻石英晶體，且與石英實際電路的設計、調(diào)試等密切相關。負載電容越小，對調(diào)頻靈敏度越大，隨之等效負載阻抗越大。當與給定的負載電容相差太大時，晶振將會不起振、停振的現(xiàn)象。