【E問(wèn)E答】時(shí)鐘元件是什么東西？

　　時(shí)鐘元件是什么?

　　世界上的各種電子設(shè)備，每一臺(tái)中都一定會(huì)有好幾個(gè)電子電路在工作。為了讓它們正常發(fā)揮功能，離不開(kāi)間隔規(guī)律、穩(wěn)定的周期信號(hào)“時(shí)鐘信號(hào)”。電子電路以這個(gè)時(shí)鐘信號(hào)為基準(zhǔn)而進(jìn)行動(dòng)作。時(shí)鐘信號(hào)既是讓各個(gè)電路完成其功能的時(shí)機(jī)提示信號(hào)，也是使電子設(shè)備與周邊的控制器等連動(dòng)(同步)用的信號(hào)。發(fā)出這個(gè)作為基準(zhǔn)的、周期固定的時(shí)鐘信號(hào)的部件就是“時(shí)鐘元件”。時(shí)鐘元件是電子設(shè)備運(yùn)作時(shí)發(fā)出基準(zhǔn)信號(hào)的重要部件，是必不可少的。它的核心材料主要使用的是陶瓷和石英晶體。

　　它們?yōu)槭裁床粫?huì)相撞?

　　啦啦隊(duì)的成員們即使走著各種隊(duì)形、做著各自不同的動(dòng)作也不會(huì)相撞。這是因?yàn)?，它們腦中的5只傳聲器和4只紅外線傳感器會(huì)接受設(shè)置在會(huì)場(chǎng)的兩臺(tái)發(fā)信機(jī)發(fā)出的超聲波和紅外線，實(shí)時(shí)地把握各自的位置。而向這些電子設(shè)備提供信號(hào)或連續(xù)同步信號(hào)，使得它們能用正確的時(shí)間和速度輸送信息的就是時(shí)鐘元件。這是啦啦隊(duì)隊(duì)員們不會(huì)相撞的理由之一。

　　時(shí)鐘元件的原理和種類

　　“壓電效應(yīng)”(物質(zhì)受力會(huì)在表面產(chǎn)生電荷)和“逆壓電效應(yīng)”(物質(zhì)被施加電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生變形)，使得石英晶體或陶瓷以穩(wěn)定的頻率發(fā)生振蕩。

　　CERALOCK(陶瓷振蕩子)

　　利用壓電陶瓷的機(jī)械共振的振蕩器件。在小型化與批量化生產(chǎn)方面表現(xiàn)出色，被廣泛應(yīng)用于汽車電裝品、民生設(shè)備和家電產(chǎn)品等。

　　石英晶體元件

　　按用途、品種、功能分類如下：

　　[晶體諧振器] 利用穩(wěn)定的石英晶體來(lái)產(chǎn)生頻率固定的振蕩的元件。

　　[晶體振蕩器] 將為使諧振器振蕩的電路封裝起來(lái)的模塊

　　SPXO (Simple Packaged Xtal (Crystal) Oscillator)

　　將晶體諧振器和振蕩電路一體化的、最基本的振蕩器。

　　TCXO (Temperature Compensated Xtal (Crystal) Oscillator)

　　將晶體諧振器所具有的溫度特性和正相反的電路特性組合起來(lái)并發(fā)出高度穩(wěn)定振蕩信號(hào)的溫度補(bǔ)償型振蕩器。小型化程度較高，多用于手機(jī)和智能手機(jī)。

　　VCXO (Voltage Controlled Xtal (Crystal) Oscillator)

　　可以從外部施加電壓控制輸出頻率的振蕩器。用于通信中繼裝置等工業(yè)設(shè)備。

　　OCXO (Oven Controlled Xtal (Crystal) Oscillator)

　　最高精度的、最穩(wěn)定的振蕩器。通過(guò)使用在高溫區(qū)域溫度梯度為0的晶體諧振器保持固定溫度而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定。用于手機(jī)的基站和廣播器材、計(jì)量?jī)x器等。

　　兩種振蕩材質(zhì)

　　多晶體(陶瓷)

　　陶瓷通常為微小晶體的集合，一個(gè)個(gè)的晶體由攜帶正電荷的原子與攜帶負(fù)電荷的原子構(gòu)成。施加高直流電壓后，極化的方向會(huì)向一個(gè)方向?qū)R，壓電陶瓷這種多晶體就由此產(chǎn)生。

　　單晶體(石英晶體)

　　石英晶體是具有壓電性能的單晶體。因晶體缺陷和雜質(zhì)少，其頻率溫度特性十分優(yōu)秀。人工的石英晶體則通過(guò)盡可能地排除晶體缺陷和雜質(zhì)等方式來(lái)提高品質(zhì)，使其特性最大限度地接近石英晶體。