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水晶発振器水晶振動子を基本に造られた商品群に各種機能を持った水晶応用機器がありますが、その主なものに水晶発振器があります。 近年、周波数安定度、小形・薄形化の要請及び機器製造工程の無調整化等のニーズが高まり、最近とくにコンピュータ関連のクロック信号の供給や移動体通信システムの基準発振器への採用が急速に進んでいます。また、水晶振動子と同様に表面実装化が進み、殆ど同じ形状で作られるようになっているものもあります。 下表は、水晶発振器の種類と可能な周波数安定度の範囲を示したものです。機器に適用の際に参考として下さい。 クロック発振回路による事故に注意！水晶振動子を購入して、カスタムLSIクロック信号用として使用するケースが増えていますが、水晶振動子の小型高性能化が進むと同時にカスタムLSI内の半導体性能も大きく向上しています。 従来と同じ水晶発振回路で使用していますと動作レベルが大変大きくなって事故に繋がっているケースが増えています。励振レベルは、100μW以下が望ましいので、クロック発振回路の水晶振動子への帰還抵抗Rdを必ず挿入し、励振レベルの適正化を図って下さい。 著書「水晶周波数制御デバイス」にも解説（110〜122P）していますので参照して下さい。  水晶発振器の周波数安定度範囲 水晶発振器水晶発振器は、情報通信、航法、情報処理及び時間制御等の要求性能が得られるように使い易く設計されたユニットです。 水晶振動子＋発振回路を組込み、調整されておりますので、外部からは規定の電源電圧を供給すれば、希望の出力が得られます。 分類としては、基本構成と機能の組合せで作られますが、一般的には
水晶発振器の動作概要水晶発振器の動作原理は振り子の動作と対比すると分かり易い。振り子の振動を持続させるためには、振り子の最大振れの位置と時点を検出し、 その位置と時点が維持できるように押し戻す動作を繰り返していけば良いことになります。振り子は水晶振動子に相当し．検出と遅戻す力を与えるのは、帰還回路を持った増幅器です。   水晶発振の原理解説図 従って、水晶発振の状態では、水晶振動子の両端子からみた発振回路側は、等価入力容量C1と等価入力抵抗R1の直列回路で表すことができます。 水晶振動子側は、等価的に実行インダクタンスと実行抵抗の直列回路となります。ここで、この回路が純抵抗となる位相条件で発振周波数が決まり、 水晶の等価実行抵抗＝｜等価入力抵抗｜となるまで出力振幅が持続し、安定状態となるのです。 これらの動作条件、回路動作解析は、著書「水晶周波数制御デバイス」に詳細に記されておりますので、参考として下さい。 |
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