PDF《(CERALOCK )》

CERALOCK? 应表现为电感Le(H) ,其损耗 为Re(Ω) . CERALOCK? 的原理

2 RoHS

7 本页表格将CERALOCK? 与晶体谐振器的等效常数进行了比较. 由比较可知,两者的电容和Qm存在很大差异,这将导致实际工 作时振荡条件的差异. 在附录的表格中显示了每种类型CERALOCK? 的等效电路的标准 值.另外,由于陶瓷振荡子采用了机械振荡,除了所需要的振荡 模式以外,还存在其他频率更高的振荡模式. 这些特性如图 2-5 所示. 图2-5 CERALOCK? 的寄生振荡特性 阻抗 [ Z ] ( Ω 阻抗 [ Z ] ( Ω )

1 1M 100k 10k 1k

100 10

1 10

100 1k Thickness Vibration 频率(MHz) 频率(MHz)

10 9

8 7

6 5

4 3

2 1

0 40

30 20

10 0 主振动 3次振动 CSTLS4M00G53CB0 CERALOCK? 与晶体振荡器之间的等效电路的比较 谐振器 振荡频率 L1 (μH) C1 (pF) C0 (pF) R1 (Ω) Qm dF (kHz) CERALOCK? 4.00MHz 0.46*103 3.8 19.8

9 1220 350.9 8.00MHz 0.13*103 3.5 19.9

8 775 641.6 晶体谐振器 4.00MHz 2.10*105 0.007 2.39 22.1

240986 6 8.00MHz 1.80*105 0.002 4.48 154.7

59600 2

8 (注1) 振荡子的尺寸与振荡频率之间的关系如下所述.例如,当采用 厚度振动时,厚度加倍则频率加倍. 当振荡子的长度为?,振荡频率为Fr,声波穿过压电陶瓷时的 传播速度,波长为λ时,可得到下面关系. Fr・? = Const. (频率常数,Fr・t 为厚度) λ = 2? C = Fr・λ = 2Fr・? 如上面公式所示,频率常数决定振荡子的尺寸 (注2) 在图 2-3 中,当为了简化忽略电阻R1时,2个端子之间的阻抗 Z(ω)将由下面公式表示. 注图Ⅰ?=λ/2 驻波的振幅范围 (最小振幅) (最大振幅)

1 jωC0 ( jωL1+ ) Z (ω) = When ω =

1 jωC1

1 jωC0 + ( jωL1+ )

1 jωC1 j (ωL1 C ) = =ωr, Z (ωr) =0

1 ωC1 1+ C ω2C0L1 C0 C1

1 L1C1

1 2π L1C1 When ω = 因而由 ω=2πF, Fr =ωr/2π=

1 2π C0C1L1/ (C0+C1) Fa =ωa/2π= =Fr 1+ =ωa, Z (ωa) =∞

1 C0C1L1/ (C0+C1) C1 C0 图ⅡL1 C1 C0

9 图2-6 LC振荡电路的基本构成 CL1 CL2 L L1 L2 C 考毕兹电路 哈特利电路 图2-7 振荡原理 放大器 反馈电路 反馈电路:β 反馈比:θ2 放大系数:α 相移:θ1 振荡条件 环路增益 G = α・β ≥1 相移 θ = θ1+ θ2 = 360°*n 2.基本振荡电路 基本振荡电路大致可分为以下3类:①利用正反馈 ②利用负阻元件 ③利用传输时间或相位的延迟 在使用陶瓷振荡子、晶体振荡器以及LC振荡器的情况下,选用 正反馈电路. 在使用LC的正反馈振荡电路中,通常采用抗耦合振荡电路、考 毕兹电路和哈特利电路. 请参看图 2-6 在图 2-6 中,使用了一个晶体管,这一最基本的放大器. 振荡频率基本与由L、CL1和CL2构成的考毕兹电路或由L

1、L2和 C构成的哈特利电路的谐振频率大致相同.这些频率可由下面公 式表示. (请参照11页注3) 在LC网络中,电感器可替换成陶瓷振荡子,这利用了振荡子在 振荡频率和反振荡频率之间时表现为电感性这一特性. 这一点最常在考毕兹电路中使用. 这些振荡电路的工作原理可参看图 2-7.当下列条件满足时就会 发生振荡. 环路增益 G = α?β ≥1 相位数量 (2-6) θ = θ1 + θ2 = 360°*n (n = 1, 2,…) 在考毕兹电路中,使用一个θ1=180°的反相器,并在反馈电路中 使用L和C的θ2=180°的反相器.陶瓷振荡子的工作情况与此类似. fosc. = (哈特利电路)

1 2π L・ 2π C(L1 + L2) fosc. = (考毕兹电路)

1 CL1 ・ CL2 CL1 + CL2 (2-4) (2-5)

10 图2-9 环路增益和相移的测量电路网络 CERALOCK? IC Rf Vin S.S.G 矢量 电压计 C1 C2 α (θ1) β (θ2) Zin1MΩ//8pF Z0=50Ω 环路增益 : G= α・β 相移 : θ1+ θ2 β (θ2) A CL1 CL2 Rf CERALOCK? α (θ1) 图2-8 使用反相器的基本振荡电路 图2-10 环路增益和相移的测量结果 环路增益 ( dB ) 频率 (MHz) 相位 ( deg. ) 环路增益 ( dB ) 频率 (MHz) 相位 ( deg. ) 相位 (无振荡) 增益 -40 -30 -20 ........