32.768K晶振和11.0592M晶振的工作原理
晶振是晶体振荡器的简称。它用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定,精确的单频振荡。在通常工作条件下,普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。高精度晶振相对价格也是比较昂贵的。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率,称为压控振荡器(VCO)。晶振在数字电路的基本作用是提供一个时序控制的标准时刻。数字电路的工作是根据电路设计,在某个时刻专门完成特定的任务,如果没有一个时序控制的标准时刻,整个数字电路就会成为“聋子”,不知道什么时刻该做什么事情了。
32.768K石英水晶振子很熟悉的一种晶振频率,生活中也时常用到,例如早期流行的MP3,MP4等电子产品,现在较为流行甚至不可或缺的手机中也有32.768K晶振。为什么一定是32.768KHZ呢?而不是32.76KHZ呢?32.768K晶振通常使用在数字电路板中。手机里也使用的是32.768KHZ的晶振产生时序电路基准信号。32.768kHz是RTC(实时时钟)晶振,用32.768是因为32768是2的15次幂,可以很方便的分频,很精确的得到一秒的计时。所有的RTC晶振一般都是32.768或是其倍频。在手机电路中还有一主时钟,一般为13MHz或是其倍频。之所以选用13M这样的时钟是为了与基站同步。可能有些初学者会对晶振的频率感到奇怪,12M、24M之类的晶振较好理解,像32.768K晶振,11.0592M晶振等频率就甚为疑惑了,选用如11.0592MHZ的晶振给人一种奇怪的感觉,这个问题解释起来比较麻烦。11.0592M的晶振主要是可以方便和精确的设计串口或其它异步通讯时的波特率。
32.768K晶振所有材质基本上都是石英的,因此可以叫做32.768K石英晶体振荡器。 石英晶体振荡器是利用石英晶体(二氧化硅的结晶体)的压电效应制成的一种谐振器件,它的基本结构大致是从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片,它可以是正方形、矩形或圆形等),在它的两个对应面上涂敷银层作为电极,在每个电极上各焊一根引线接到管脚 上,再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。国内厂商在压电晶体技术上远远还是赶不上电子产业发达的日本。因此每年中国这个全球最大的手机制造基地也常年需要大量的进口晶振。
石英晶体的压电效应:若在石英晶体的两个电极上加一电场,晶片就会产生机械变形。反之,若在晶片的两侧施加机械压力,则在晶片相应的方向上将产生电场,这种物理现象称为压电效应。注意,这种效应是可逆的。如果在晶片的两极上加交变电压,晶片就会产生机械振动,同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下,晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小,但当外加交变电压的频率为某一特定值时,振幅明显加大,比其他频率下的振幅大得多,这种现象称为压电谐振,它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。
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