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应用到晶振的质量因数Q数字方程式

来源:http://www.jinluodz.com 作者:金洛鑫电子 2020年07月13
应用到晶振的质量因数Q数字方程式
  许多工程师和技术人员在购买石英晶体或振荡器时,都考虑一项参数,那就是晶振特殊的Q值,所谓的Q值,指的是质量因数,主要用来确定内阻大小,损耗是否过大,激励功率多大,以及是否容易起振等问题.由此可见,Q因子是对石英晶振非常重要的一项参数指标,如何计算和确认Q值,是用户,供应商和工程都在关注的问题,接下来金洛鑫电子就带大家一起了解下.
质量因数(Q):
  用于确定设备的相对质量或运行效率的度量.在晶体谐振器中,它是运动电感或电容的电抗除以运动电阻(请参阅下面的有用公式).石英晶体谐振器可获得的最大短期稳定性取决于”Q”值.在图1中,串联和并联频率之间的间隔称为带宽.随着带宽变小,”Q”的值增加,电抗斜率变陡.外部电路组件电抗的变化对高”Q”晶体的影响较小(“可拉性”较小),因此,短期稳定性更高.
 
运动电容(C1):
  说明该单元的机械弹性的电子等效性.有关计算方法,请参见下文”有用的方程式”.
运动电阻:
  也称为等效串联电阻.等效串联电阻是石英等效电路的电阻元件(R1).(请参见下面的等效电路)该电阻表示晶振在自然谐振频率(串联谐振)时的等效阻抗.ESR由晶体阻抗(CI)仪测量.ESR值通常表示为以欧姆表示的最大值.ESR值随频率,操作模式,支架类型,晶体板尺寸,电极尺寸和安装结构而变化.
  值得注意的是,对于AT条形晶体设计,给定频率下的ESR值通常高于标准(圆形毛坯)设计的ESR值.这在较低频率下变得更加明显.当从串联谐振通孔HC-49/U型晶体过渡到利用AT条纹晶体的较小表面安装型晶体时,可以考虑不同切割产生的ESR值的差异.
  当电阻值达到某一点(振荡器电路无法充分驱动晶体)时,ESR变得至关重要.可能会导致启动缓慢或不必要的操作模式.
 
有用的方程式:
 
等效电路:
  等效电路(如图A所示)描绘了以自然谐振频率工作的Quartz Crystal单元的电活动.分流电容(Co)表示晶体电极的电容加上支架和引线的电容.R1,C1和L1组成了晶体的”运动臂”,被称为运动参数.运动电感(L1)代表晶体单元的振动质量.运动电容(C1)代表石英的弹性,而电阻(R1)代表石英内部发生的体积损失.
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