32.768K的手表水晶是當今全球最暢銷的水晶單元之一.這種晶體采用不同的封裝,由數百萬只制造,但仍然是商業晶體單元中最不了解的晶體之一.
根據我們的經驗,這個晶體單元有兩(2)個方面是最不被理解的.
1.提供給晶體單元的驅動電平(電流)
2.給定溫度范圍內的頻率偏差
驅動等級:
驅動電平定義為石英晶振單元電極的可用電流.為簡單起見,該值通常根據操作晶體單元消耗的功率量來指定.因此,值范圍從幾百mW(毫瓦)到μW(微瓦)范圍,甚至在某些情況下,nW(納瓦)范圍.在32.768kHz手表晶體的情況下,最常指定的驅動電平值最大為1.0μW.其明顯的含義是晶體單元的電極處可用的電流必須限制在一個值,這將導致晶體單元在其工作狀態下耗散不超過1.0μW的功率.超過此值可能并且將導致頻率的永久性,不可逆轉的變化,
適用振蕩器電路的設計和該電路元件的選擇對于實現推薦的驅動電平至關重要.在通常情況下,所使用的電路圍繞逆變器構建,并且通常稱為“并聯諧振”電路.
電路中,R1是一個電阻器,其功能是迫使IC進入其線性工作模式.R2是一個電阻器,其功能是限制晶振單元電極的可用電流.因此,必須仔細計算和指定R2的值.由于過多的逆變器芯片,每個都有自己的內部設計和后續的操作特性,FoxElectronics不能為R1或R2分配硬性和快速值.
然而,我們發現使用鐘表晶振的石英晶體振蕩器電路的良好起點是R1最初設置為20兆歐,R2設置為0.500兆歐.此外,我們發現將電容器C1和C2設置在10到20pf之間的某個值都是一個很好的起點.
但是,我們和所有貼片晶振供應商一樣,指定晶體單元的最大電阻值.由于鐘表晶體表現出的振動類型,規定的最大電阻值非常高,通常為35至50千歐.在通常情況下,實際阻力約為規定最大值的75％,從而為計算R2的值提供了一個起點.
一旦完成計算并且電路可操作,重要的是測量到晶體的實際電流.
在32.768K鐘表晶體的情況下,晶體的電流值非常低,通常為1.0uA或更低.由于此級別太小而無法使用示波器,因此建議將電流探頭與可選的電平表配合使用.
強烈建議使用含鉛壓電石英晶體測量電流,即使SMD將用于生產.鑒于手表水晶的特性,從一個包裝到另一個包裝將不會遇到操作參數的明顯差異.圖3.0顯示了電流探頭與晶體引線的連接.
如果沒有電流探頭,另一種方法是臨時安裝另一個與晶體串聯的電阻.應選擇該電阻的值等于晶體單元規定的最大電阻的約10％.可以通過常規方法測量該電阻器上的電壓降,并且通過歐姆定律計算通過電阻器的電流.一旦知道電流,就可以計算功耗值.
