32.768K晶振和11.0592M晶振的工作原理
晶振是晶體振蕩器的簡(jiǎn)稱。它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(wàn)分之五十。高級(jí)的精度更高。高精度晶振相對(duì)價(jià)格也是比較昂貴的。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)。晶振在數(shù)字電路的基本作用是提供一個(gè)時(shí)序控制的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻。數(shù)字電路的工作是根據(jù)電路設(shè)計(jì),在某個(gè)時(shí)刻專門完成特定的任務(wù),如果沒(méi)有一個(gè)時(shí)序控制的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻,整個(gè)數(shù)字電路就會(huì)成為“聾子”,不知道什么時(shí)刻該做什么事情了。
32.768K石英水晶振子很熟悉的一種晶振頻率,生活中也時(shí)常用到,例如早期流行的MP3,MP4等電子產(chǎn)品,現(xiàn)在較為流行甚至不可或缺的手機(jī)中也有32.768K晶振。為什么一定是32.768KHZ呢?而不是32.76KHZ呢?32.768K晶振通常使用在數(shù)字電路板中。手機(jī)里也使用的是32.768KHZ的晶振產(chǎn)生時(shí)序電路基準(zhǔn)信號(hào)。32.768kHz是RTC(實(shí)時(shí)時(shí)鐘)晶振,用32.768是因?yàn)?2768是2的15次冪,可以很方便的分頻,很精確的得到一秒的計(jì)時(shí)。所有的RTC晶振一般都是32.768或是其倍頻。在手機(jī)電路中還有一主時(shí)鐘,一般為13MHz或是其倍頻。之所以選用13M這樣的時(shí)鐘是為了與基站同步。可能有些初學(xué)者會(huì)對(duì)晶振的頻率感到奇怪,12M、24M之類的晶振較好理解,像32.768K晶振,11.0592M晶振等頻率就甚為疑惑了,選用如11.0592MHZ的晶振給人一種奇怪的感覺(jué),這個(gè)問(wèn)題解釋起來(lái)比較麻煩。11.0592M的晶振主要是可以方便和精確的設(shè)計(jì)串口或其它異步通訊時(shí)的波特率。
32.768K晶振所有材質(zhì)基本上都是石英的,因此可以叫做32.768K石英晶體振蕩器。 石英晶體振蕩器是利用石英晶體(二氧化硅的結(jié)晶體)的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件,它的基本結(jié)構(gòu)大致是從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片(簡(jiǎn)稱為晶片,它可以是正方形、矩形或圓形等),在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上涂敷銀層作為電極,在每個(gè)電極上各焊一根引線接到管腳 上,再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器,簡(jiǎn)稱為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝,也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。國(guó)內(nèi)廠商在壓電晶體技術(shù)上遠(yuǎn)遠(yuǎn)還是趕不上電子產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的日本。因此每年中國(guó)這個(gè)全球最大的手機(jī)制造基地也常年需要大量的進(jìn)口晶振。
石英晶體的壓電效應(yīng):若在石英晶體的兩個(gè)電極上加一電場(chǎng),晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。反之,若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械壓力,則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場(chǎng),這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。注意,這種效應(yīng)是可逆的。如果在晶片的兩極上加交變電壓,晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),同時(shí)晶片的機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)。在一般情況下,晶片機(jī)械振動(dòng)的振幅和交變電場(chǎng)的振幅非常微小,但當(dāng)外加交變電壓的頻率為某一特定值時(shí),振幅明顯加大,比其他頻率下的振幅大得多,這種現(xiàn)象稱為壓電諧振,它與LC回路的諧振現(xiàn)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(guān)。
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