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1、从该机型电路分析,晶体周边电路为三次泛音电路,与普通基频电路有所区别。晶体之所以能够振荡出稳定频率,主要是利用了石英晶片(二氧化硅)的“压电效应”。而石 英晶晶片在振动的时候会同时产生多种频率成分。例如,基频(一次谐波),三次泛音(三次谐 波),五次泛音(五次谐波) 等。各次谐波之间有奇数倍的关系的同时,振幅也有高低之分。比如,基频振幅最大,其次为三次泛音,依次类推。晶体的频率=常数(1670)/晶体水晶 片的厚度。当我们使用频率段较低时,如49US 3MHZ40MHZ时,使用晶体的基频就能满足 我们的要求。当大于40MHZ的时候,根据上面频率的计算公式,水晶片就需要很薄,理论上 是可行,但从工艺上讲,没法做到水晶片无限的薄,而从另一个角度上讲,即使可以做到水晶片 无限的薄,对使用的客户来说,晶体稍有大的震动或者电路激励控制不好,水晶片就很容易断裂。 因此,从可靠性上分析,即使有这样的工艺,但这样的产品也不适合用户。就目前而言,基频 49US封装 基频大约能做到40MHZ左右,大于40MHZ的晶体,很可能就是三次泛音的晶体。三次泛音电路如何能够将三次泛音留下,其它各次谐波都滤除掉呢?从电路上分析,该振荡 电路除了有负载电容之外,还应该有能够抑制掉基频等其它各次谐波的电路。下面图就是一个能 够抑制基频成分的典型电路。打圈的部分就是有电容C2和电感L1组成的LC谐振电路。要使Inside of the IC电路能工作在三次泛音频率,这LC谐振电路的频率必须满足 基频频率(16.7MHZ)vLC谐振 频率V50MHZ。之所以要满足这个条件是因为三点式振荡必须要求该谐振回路呈现容性。根据 LC 谐振回路曲线的电抗曲线可知,当频率大于谐振回路的中心频率时,回路呈现容性;小于回 路中心频率时,回路呈现感性。对于基频频率,由于小于LC谐振回路呈现感性,不符合三点式 振荡条件,而对于三次泛音,由于其大于LC回路中心频率而呈现容性,满足三点式振荡条件, 能够起振。至于五次和五次以上的泛音,虽然L1C2回路也呈现容性,但此时等效电容过大,振 幅起振条件无法满足。贵公司的电路打圈的部分接法虽然和典型电路有所区别,但是其的作用是 相同。以上是我个人对三次泛音的渐解。2、现场测试情况如下:更换标晶(+4PPM)到电路板,测试频率为50.000484MHZ(+9.68PPM)加上探头误差 1.7 *1.5 = 2.55PPM,则中心点偏高+8.23PPM。更换外接电容为 18PF 后,测试频率为 50.000122MHZ(+2.44PPM) 加上探头误差 2.55PPM,则总误差为4.99PPM,与标经相差0.99PPM。匹配良好。更换标晶(-10.1PPM)到电路后(18PF外接),测试频率49.999520(-9.6PPM),加上 探头误差1.7*2.4=2.38PPM,总误差为-7.22PPM,与标晶相差2.88PPM,匹配良好。三次泛音的 TS 值较小,负载的微小变化对频率的牵引不是很大。从测试数据看,建议使用 18PF外接电容。
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