晶振：振蕩頻率中的能量損失

我們知道，振蕩頻率有三個重要因素：時間周期、幅度和波長。時間周期表示振蕩的一個完整周期之間的間隔，而幅度是振蕩的最大值和最小值。下面我們看看振蕩在波形中的樣子。

從時間周期來看，振蕩波的頻率可以通過以下公式計算：

頻率(f)=1/時間段

用最短的物理距離來完成一個周期的振蕩，該參數稱為波長，它是連續間隔上同一點之間的物理測量。

一、電子產品中的振蕩頻率

在電子設計中，經常會發現振蕩頻率及其各自的電路。許多組件依賴于精確的振蕩頻率來發揮作用。而且電子設備中的振蕩波形在時間周期和幅度上通常不均勻。

穩定且精確的振蕩頻率用于為設計中的實時時鐘供電。時鐘依賴于晶振，通常是32.768Khz晶振，以提供增加時鐘寄存器所需的“滴答聲”。單片機則依靠統一的振蕩頻率以所需的速度執行其代碼。

振蕩器電路也用于電視、收音機和其他類型的射頻發射器。它們生成具有特定頻率的載波信號，然后由信息調制。在接收端，諧振器被調諧到振蕩頻率以拾取和解調射頻信號。

有幾種類型的振蕩器，但它們的核心是LC電路。它也被稱為LC諧振電路。根據楞次定律，電流在充滿電的電容器和電感器之間振蕩。當電感器充電時，會產生一個與電流變化相反的反電動勢，從而以相反的方向對電容器充電。下圖為LC諧振電路，振蕩電路的共同核心。

二、振蕩頻率中的能量損失

理想情況下，一旦周期開始，LC電路將產生具有相等幅度的連續振蕩波形。然而，在真實世界的LC電路中不可能出現完美的正弦振蕩波形。隨著時間的推移，組件和連接的阻抗會導致能量損失。振幅逐漸減小的阻尼振蕩，結果，將會出現阻尼振蕩，其中幅度逐漸減小。LC電路要實現連續振蕩，需要反饋信號。如下所示，反饋信號用于放大現有信號并補償損失。

振蕩器電路的實際應用通常涉及調諧集電極振蕩器、基于調諧的振蕩器、哈特萊振蕩器和考畢茲振蕩器等變體。這些振蕩器電路使用晶體管或運算放大器來放大振蕩信號。

在設計自持振蕩電路時，經常需要添加電阻進行調節（阻尼），重要的是要確保它既不是過阻尼也不是欠阻尼。這意味著確保閉環增益Aβ等于1。A是放大器電路的增益，而β等于反饋網絡增益。

以上就是英銳恩單片機開發工程師分享的“晶振：振蕩頻率中的能量損失”。英銳恩專注單片機應用方案設計與開發，提供8位單片機、16位單片機、32位單片機。