晶振的周期和頻率穩(wěn)定度分析

石英晶體利用壓電效應(yīng)在電路中用作時(shí)間或者頻率基準(zhǔn)源。其不僅為集成電路提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，也為無(wú)線電發(fā)射器和接收器提供穩(wěn)定的頻率。今天聊聊周期和頻率的關(guān)系，以及頻率穩(wěn)定度。

01頻率和周期

周期(T)是每個(gè)波形的秒數(shù)或者是每次振動(dòng)的秒數(shù)。頻率(f)每秒發(fā)生的振蕩周期數(shù)，Hz為單位測(cè)量，表示一秒中有多少個(gè)周期。

周期和頻率成反比：f=1/T

時(shí)鐘周期(振蕩周期)為時(shí)鐘頻率的倒數(shù)：時(shí)鐘周期=1/晶片頻率。時(shí)鐘信號(hào)頻率越高，CPU的運(yùn)行速度也就越快。

12MHz時(shí)鐘周期: 1/12微秒

24MHz時(shí)鐘周期: 1/24微秒

單片機(jī)中的晶振提供時(shí)鐘周期，以便執(zhí)行代碼。單片機(jī)訪問(wèn)一次儲(chǔ)存器ROM的時(shí)間為一個(gè)機(jī)器周期：1個(gè)機(jī)器周期=12個(gè)時(shí)鐘周期。以12MHz為例：

時(shí)鐘周期=1/12us

機(jī)器的周期=12x(1/12)us=1us

02頻率穩(wěn)定度

頻率的變化量經(jīng)常用ppm/ppb表示晶體頻率會(huì)偏離標(biāo)稱頻率多少。值越小精度越高。晶振的頻率誤差是晶振重要參數(shù)之一。

頻率穩(wěn)定度通常分為長(zhǎng)期和短期兩種，是用來(lái)衡量振蕩頻率保持不變的能力。以下幾點(diǎn)會(huì)影響頻率穩(wěn)定度：老化，溫度，電壓變化，激勵(lì)電平，負(fù)載電容…