32.768K的手表水晶是当今全球最畅销的水晶单元之一.这种晶体采用不同的封装,由数百万只制造,但仍然是商业晶体单元中最不了解的晶体之一.
根据我们的经验,这个晶体单元有两(2)个方面是最不被理解的.
1.提供给晶体单元的驱动电平(电流)
2.给定温度范围内的频率偏差
驱动等级:
驱动电平定义为石英晶振单元电极的可用电流.为简单起见,该值通常根据操作晶体单元消耗的功率量来指定.因此,值范围从几百mW(毫瓦)到μW(微瓦)范围,甚至在某些情况下,nW(纳瓦)范围.在32.768kHz手表晶体的情况下,最常指定的驱动电平值最大为1.0μW.其明显的含义是晶体单元的电极处可用的电流必须限制在一个值,这将导致晶体单元在其工作状态下耗散不超过1.0μW的功率.超过此值可能并且将导致频率的永久性,不可逆转的变化,
适用振荡器电路的设计和该电路元件的选择对于实现推荐的驱动电平至关重要.在通常情况下,所使用的电路围绕逆变器构建,并且通常称为“并联谐振”电路.
电路中,R1是一个电阻器,其功能是迫使IC进入其线性工作模式.R2是一个电阻器,其功能是限制晶振单元电极的可用电流.因此,必须仔细计算和指定R2的值.由于过多的逆变器芯片,每个都有自己的内部设计和后续的操作特性,FoxElectronics不能为R1或R2分配硬性和快速值.
然而,我们发现使用钟表晶振的石英晶体振荡器电路的良好起点是R1最初设置为20兆欧,R2设置为0.500兆欧.此外,我们发现将电容器C1和C2设置在10到20pf之间的某个值都是一个很好的起点.
但是,我们和所有贴片晶振供应商一样,指定晶体单元的最大电阻值.由于钟表晶体表现出的振动类型,规定的最大电阻值非常高,通常为35至50千欧.在通常情况下,实际阻力约为规定最大值的75％,从而为计算R2的值提供了一个起点.
一旦完成计算并且电路可操作,重要的是测量到晶体的实际电流.
在32.768K钟表晶体的情况下,晶体的电流值非常低,通常为1.0uA或更低.由于此级别太小而无法使用示波器,因此建议将电流探头与可选的电平表配合使用.
强烈建议使用含铅压电石英晶体测量电流,即使SMD将用于生产.鉴于手表水晶的特性,从一个包装到另一个包装将不会遇到操作参数的明显差异.图3.0显示了电流探头与晶体引线的连接.
如果没有电流探头,另一种方法是临时安装另一个与晶体串联的电阻.应选择该电阻的值等于晶体单元规定的最大电阻的约10％.可以通过常规方法测量该电阻器上的电压降,并且通过欧姆定律计算通过电阻器的电流.一旦知道电流,就可以计算功耗值.
