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更多>>晶振和諧振器的模擬分析
來源：http://www.gsepg.com 作者：康比電子 2018年07月21
在毫米級應(yīng)用中，振蕩器是許多模擬電路中的通用模塊。以下文章提供了一些如何建模作為其主要成分的壓電諧振器的建議。
表示石英晶振阻抗的RLC電路由圖1中的兩端等效物表示。
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晶振和諧振器的模擬
上面的電路表示靜態(tài)電容C0，表示由兩個(gè)電極隔開的絕緣體的影響，運(yùn)動分支L1-C1-R1相當(dāng)于壓電振動的隔離模式，分別模擬慣性，恢復(fù)力和摩擦力。金屬罐中的器件可能需要通過包含器件電容的三端子等效器建模，見圖2.如有必要，其他不需要的振蕩模式（如雜散）可以模擬為與L1-C1并聯(lián)的附加運(yùn)動分支-R 1。
準(zhǔn)確計(jì)算等效電路中的元件值對于提供可靠的仿真至關(guān)重要。加載標(biāo)準(zhǔn)模型（通常用于10MHz晶振）將產(chǎn)生并聯(lián)或串聯(lián)諧振模式的錯誤頻率：同樣，在牽引電路中，不正確的運(yùn)動電容值將對變化的負(fù)載電容產(chǎn)生錯誤的靈敏度。
以27MHz基本晶體為例，負(fù)載電容為12pF，拉動靈敏度為20ppm/pF。運(yùn)動共振方程為Fs=1/[2（L1*C1）]
對于并聯(lián)諧振，F(xiàn)p=Fs[1+C1/（2*C0）]=27.000MHz
對于提拉靈敏度，S=1000000*C1/2（C0+Cl）²=20ppm/pF
其中CL，負(fù)載電容為12pF。如果指定C0，作為3pF的并聯(lián)電容，則運(yùn)動電容C1為9pF，F(xiàn)s為26.95956MHz，運(yùn)動電感L1為3.87mH。運(yùn)動阻力的合理范圍值是20,對于30MHz晶體和60,對于10MHz。對于其他頻率：
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陶瓷諧振器的模擬更加困難，因?yàn)檫@三個(gè)端子部件包含內(nèi)部負(fù)載電容器，并且電抗與阻抗的比率低于晶振的值。諧振頻率也低于晶體的諧振頻率，因此進(jìn)一步降低了電抗元件的尺寸。質(zhì)量因數(shù)的降低意味著更快的啟動，但缺點(diǎn)是負(fù)載電容值對石英晶體振蕩器頻率的影響大于晶體。
兩個(gè)終端諧振器的典型值為：
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對任何振蕩器的啟動進(jìn)行建模也是一項(xiàng)困難的工作。巴克豪森的標(biāo)準(zhǔn)是：有源晶振中的環(huán)路增益必須等于或大于1，并且相移必須是2，的倍數(shù)，以便電路啟動。在實(shí)際應(yīng)用中，增加一個(gè)與晶體或諧振器并聯(lián)的大電阻可以改善啟動，因此諧振器的電阻值為1Megohm，1MHz以上的晶體電流為10Megohm，表面晶體的電阻值為22Megohm可能會在仿真中得到一些積極的結(jié)果
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