晶振为什么是11.0592(晶振中的超级明星)(1)

居里在1880年发现了天然石英晶体具有压电效应,从此就有了压电石英晶体的舞台,在经过人类不断地挖潜与开发,压电石英晶体被制作成各种元器件与工艺品,压电晶体在经过人工培育成功之后,更是有了石英晶体远大的开阔与发展,压电石英晶体,被制作成了石英晶体谐振器,

晶振为什么是11.0592(晶振中的超级明星)(2)

石英晶体俗称水晶,是一种化学成分为二氧化硅(SiO2)的六角锥形结晶体,比较坚硬。它有三个相互垂直的轴,且各向异性:纵向 Z 轴称为光轴,经过六棱柱棱线并垂直于 Z 轴的 X 轴称为电轴,与 X 轴和 Z 轴同时垂直的 Y 轴(垂直于棱面)称为机械轴。

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,它的基本构成大致是: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。

晶振还有一个更加优美的名字——芯片的心脏起搏器,由此可见他的重要性,今天我们就来介绍一个在晶振系列中,更加另类和特殊的一个规格——32.768K。

晶振为什么是11.0592(晶振中的超级明星)(3)

实时时钟RTC 为什么是32.768KHZ?

晶振为什么是11.0592(晶振中的超级明星)(4)

1.振荡电路用于实时时钟RTC,对于这种振荡电路只能用32.768KHZ 的晶体晶体被连接在OSC3 与OSC4 之间而且为了获得稳定的频率必须外加两个带外部电阻的电容以构成振荡电路。

2.原因32.768KHZ的晶振产生的振荡信号经过石英钟内部分频器进行15次分频后得到1HZ秒信号,即秒针每秒中走一下,石英钟内部分频器只能进行15次分频,要是换成别的频率的晶振,15次分频后就不是1HZ的秒信号,钟就不准了。

32.768K=32768=2的15次方,数据转换比较方便、精确。

电子表的基本部分由电子元件构成:

电子表内都有一个振荡频率十分稳定的石英振子, 油门电路产生一个很稳定的振荡频率,一般是32.768KHz。再经过电子分频器15次分频后,得到秒脉冲。秒脉冲送到步进电机,每秒钟推动步进电机动一 次。显示仪表中,看测量什么了。例如数字频率计中,先将被测信号变成脉冲,再用一个门电路来控制“闸门”开启时间,例如每开1秒钟就关闭,用来计算1秒钟 内进入的信号的脉冲数,从而得到频率值。对频率比较低的信号,也可以让“闸门”开启10秒钟计算脉冲数,得到更准的信号频率。对频率更高的信号,也可每计 算其0.1秒、0.01秒时间内的脉冲数,即用不同的量程档来进行测量。数字仪表中只要用了存储器,每次测量结果就能在存储器中暂存,直到下一次测量才由 新的数据替代。这们即使停电后,数据也能保存。就像电脑一样,停电后数据并不会丢失。电子表是内部装配有电子元件的表,数码万年历一 般分液晶显示数字式和石英指针式两种。戴电子表的人一定都为它的方便和准确性好而感到高兴。它不但能显示时间,而且能显示星期和日期。一提到时钟,大家一 定会想起振动。机械表利用的是机械振动,电子表当然是利用电学振荡晶体管摆轮钟 以干电池为能源,用晶体管作为开关,摆轮游丝为振荡系统,统一机芯为J1型,外形与普通闹钟一样。

晶体闹钟与晶体管摆轮钟一样性能,加上一个由电能供给的闹钟装置。晶体管摆钟 用电子电路控制摆作为振荡元件,外形与机械摆钟相似。石英钟 用“石英晶体”作为振荡器,通过电子分频去控制马达运转,带动指针。走时精度很高。品种有台钟、挂钟、日历钟、闹钟、音乐钟、落地钟,也有汽车钟、舰船 钟、天文钟等各种技术用钟。数显钟也用石英晶体作为振荡器,直接用发光管或液晶显示时间,不用机械传动。具有时、分、秒、日历、周历、月历等多种功能。电 子表 以电池为能源代替发条,不用手上弦,有多种结构,外形同机械手表,统称电子手表,根据结构形式与发明的先后,电子表分为四代。第一代是摆轮游丝电子手表, 是以摆轮游丝作为振荡器,以微型电池为能源,通过电子线路驱动摆轮工作。

时钟晶振32.768KHz为什么是15分频?

实时时钟晶振为什么选择是32768Hz的晶振,在百度上搜索的话大部分的答案都是说2的15次方是32768,使用这个频率的晶振,人们可以很容易的通过分频电路得到1Hz的计时脉冲。但是话又说回来了,2的整数次方很多为什么偏偏选择15呢?

以下是关于时钟晶振频率选择所需要考虑的几点:

1.频度越高计时精度越高,误差越小。

2.由于各种原因,每个晶振的实际频率与其标称频率之间也存在偏差。

3.晶振的工作环境对晶振的频率也有影响,用晶振的频率稳定度来表示不同晶振受环境影响的大小,其单位是ppm(百万分之一)

4.通常工作频率越高,单片机等数字电路的功耗越大,32.768KHz这个频率比较低,对降低电路功耗有利。

综上32768Hz应该是取第1和第4点的折中选择!

32.768khz晶振应该接多大的电容

晶振为什么是11.0592(晶振中的超级明星)(5)

晶振为什么是11.0592(晶振中的超级明星)(6)

32.768HZ晶振两端最好加入12.5PF或15PF的电容,理由如下:

(1)因为32.768KHz晶振本身的电容一般为12.5pF,都没有极性之分,两边的电容具体参数要根据电路设计来匹配的,淘宝买一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器(注意是放大器不是反相器)的两端接入晶振,再有两个电容分别接到晶振的两端,每个电容的另一端再接到地,这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容,注意一般IC的引脚都有等效输入电容,这个不能忽略。

(2)一般的晶振的负载电容为15p或12.5p ,这与两端相同,如果再考虑元件引脚的等效输入电容,则两个22p的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。

32768晶振误差有多大?

晶振的误差用PPM(百万分之一)来表示,误差由三部分构成:出厂误差,温度漂移,以及年老化率。

出厂误差:一般是出厂前筛选控制一个范围出来,比如±10PPM;

温度漂移:如图,32768晶振有个典型的温度曲线;

晶振为什么是11.0592(晶振中的超级明星)(7)

年老化率:这个是很容易被忽视的参数,但是关系到产品使用的寿命,比如RF通信中如果使用劣质晶振、随时间漂移较大,几年后可能就通信不上了(特别是窄带通信)。

这里也提到另外一个问题,就是前面图中负载电容部分使用的2个电容CD和CG,通过微调这2个电容,可以微调晶振的频率。在要求高的设计中,一般建议采用性能最稳定C0G (EIA标准,美国电工协会)或者NP0(美国军用标准MIL)材质。

音叉型水晶振动子标准品(32.768Khz圆柱体型晶振)使用上的注意事项

1. 耐冲击性

施加了过大的冲击后,会引起特性的恶化或不发振。

充分注意不要发生落下。另外,尽可能在无冲击的条件下使用。

自动焊接或条件变更时,在使用前应充分确认一下。

2. 耐热性、耐湿性

在高温或低温或高湿度条件下长时间的使用及保管,会引起振动子的恶化。尽可能在常温、常湿条件下使用、保管。

3. 焊锡耐热性

标准型的振动子使用178℃熔点的焊锡。振动子内部的温度超过150℃,会引起制品特性的恶化或不发振。

要在超过上面温度的条件进行组装时,是否改用耐热制品或SMD振动子。

使用流动焊锡焊接时,请贵公司充分确认或与我公司联络。

焊接条件,引线部,280℃以下5秒以内或260℃以下10秒以内。

且,请不要在引线根部直接焊接。是造成特性恶化的原因。

4. 印刷电路板的组装方法

音叉型振动子横向倒放时,请充分固定到电路板上。特别是振动的部位,如图所示在电路板与振动子间放入缓冲材料,或用弹力较好的接着剂(硅胶等)进行固定。另外,请避免在底座玻璃部涂布接着剂。

振动子直立使用时,振动子与电路板间隔开DT-38型3mm以上,DT-26型2mm以上。

5. 引线加工

要进行引线切断时,应对切断刀进行充分整备。

引线加工时,或引线弯曲修正时,对引线根部施加过大的力,会引起底座玻璃裂缝,或对压入部施加过大的力,注意会引起漏气不良。另外,引线根部应留0.5mm以上的直线引线部分。

6. 超音波洗净及超音波焊着

由于是内部的水晶片谐振,造成不发振的原因,因此不能保证能否进行超音波焊着。

关于超音波洗净,请贵公司确认。

7. 激振标准

振动子在过大的激振标准上使用后,会引起特性恶化或不发振。

对于此种振动子,我公司建议在1.0μW以下使用。上,不能保证在2.0μW以上使用

32768晶振常用封装有哪些?

32.768K的频段是我们所常听见的,普遍用于时钟信号源,那么你知道现在32.768K晶振最常用的封装是哪一种吗?3.2*1.5mm已然成为了工程师们的不二之选。

日系品牌系列:

爱普生晶振品牌:型号:FC-135

FC-135主要特性:

• 频率:32.768KHz。

• 存储温度范围:-55°C到 125°C

• 工作温度范围:-40°C到 85°C

• 频率容差:±20 x 10-6

• 负载电容(CL):7pF,9pF,12.5pF

• 等效串联电阻(ESR):最大70KΩ

• 封装尺寸:3.2 x 1.5mm

NDK晶振品牌,型号:NX3215SA

NX3215SA主要特点

• 频率:32.768KHz。

• 存储温度范围:-40°C到 85°C

• 工作温度范围:-40°C到 85°C

• 频率容差:±20 x 10-6

• 负载电容(CL):6pF,9pF,12.5pF

• 等效串联电阻(ESR):最大70KΩ

• 封装尺寸:3.2 x 1.5mm

KDS晶振品牌,型号:DST310S

DST310S主要特点:

• 频率:32.768KHz。

• 存储温度范围:-40°C到 85°C

• 工作温度范围:-40°C到 85°C

• 频率容差:±20 x 10-6

• 负载电容(CL):7pF,9pF,12.5pF

• 等效串联电阻(ESR):最大80KΩ

• 封装尺寸:3.2 x 1.5mm

精工晶振品牌,型号:SC-32S

SC-32S主要特点:

• 频率:32.768KHz。

• 存储温度范围:-55°C到 125°C

• 工作温度范围:-40°C到 85°C

• 频率容差:±20 x 10-6

• 负载电容(CL):6PF, 7pF,9pF,12.5pF

• 等效串联电阻(ESR):最大70KΩ

• 封装尺寸:3.2 x 1.5mm

kyocera京瓷晶振品牌,型号:ST3215SB

ST3215SB主要特点:

• 频率:32.768KHz。

• 存储温度范围:-55°C到 85°C

• 工作温度范围:-40°C到 85°C

• 频率容差:±20 x 10-6

• 负载电容(CL):4PF, 5PF. 6PF, 7pF,9pF,12.5pF

• 等效串联电阻(ESR):最大70KΩ

• 封装尺寸:3.2 x 1.5mm

西铁城晶振品牌:型号:CM315

CM315D主要特点:

• 频率:32.768KHz。

• 存储温度范围:-55°C到 125°C

• 工作温度范围:-40°C到 85°C

• 频率容差:±5PPM ±10PPM ±20PPM

• 负载电容(CL):6PF,7pF,9pF,12.5pF

• 等效串联电阻(ESR):最大70KΩ

• 封装尺寸:3.2 x 1.5mm

大河RIVER晶振品牌,型号:TFX-02S

TFX-02S主要特点:

• 频率:32.768KHz。

• 存储温度范围:-55°C到 85°C

• 工作温度范围:-20°C到 70°C -40°C到 85°C -40°C到 105°C

• 频率容差:±10 ±20 ±30 ±50

• 负载电容(CL):7pF,9pF,12.5pF

• 等效串联电阻(ESR):最大70KΩ

• 封装尺寸:3.2 x 1.5mm

台系品牌系列:

TXC晶振品牌, 型号:9HT10

9HT10主要特点:

• 频率:32.768KHz。

• 存储温度范围:-55°C到 125°C

• 工作温度范围:-40°C到 85°C

• 频率容差:±20 x 10-6

• 负载电容(CL):7pF,9pF,12.5pF

• 等效串联电阻(ESR):最大70KΩ

• 封装尺寸:3.2 x 1.5mm

红星晶振品牌,型号:ETST

ETST主要特点:

• 频率:32.768KHz。

• 存储温度范围:-55°C到 125°C

• 工作温度范围:-40°C到 85°C

• 频率容差:±20 x 10-6

• 负载电容(CL):7pF,9pF,12.5pF

• 等效串联电阻(ESR):最大70KΩ

• 封装尺寸:3.2 x 1.5mm

希华晶振品牌,型号:SF-3215

SF-3215主要特点:

• 频率:32.768KHz。

• 存储温度范围:-55°C到 125°C

• 工作温度范围:-40°C到 85°C

• 频率容差:±20 x 10-6

• 负载电容(CL):6PF,7pF,9pF,12.5pF

• 等效串联电阻(ESR):最大70KΩ

• 封装尺寸:3.2 x 1.5mm

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