石英晶振是一种天然材料,利用特有的压电效应,制成电谐振器。在晶振两端加上交变电压时,晶振随交流电压的变化产生机械振动。晶振的固有振动频率决定于晶振的几何尺寸和结构,当所加交流信号的频率与晶振固有的机械振荡频率相等时,就发生了电谐振现象。
VCO又称压控振荡器,是通过外加控制电压使振荡效率可变或可调制的石英晶振振荡器。VCO受频率合成器的控制,使产生的振荡频率符合电路的要求。
(一)石英晶振介绍
贴片石英晶振的外形如图2-38所示。石英晶振作为电路元件时,相当于一个电感元件。手机中常用的石英晶振产生13MHz主时钟,不仅要作为逻辑电路工作的必要条件,还要作为参考时钟提供给射频系统,为收发本振电路的频率合成、锁相以及倍频提供基准负载波。
石英晶振作为电谐振元件,在手机电路中按照封闭形式一般可分为塑胶封装、金属封装和陶瓷封装三种类型。手机中使用的晶体振荡器通常有系统时钟晶振和实时时钟晶振振荡器两种。
1.系统时钟晶振
系统时钟晶振的作用是为基带电路提供系统时钟信号和为射频电路提供基准频率,通常有13MHz和26MHz的频率。系统时钟晶振按照其电路结构又可分为无源式和有源式两种类型。
(1)无源式系统时钟晶振
无源式系统时钟晶振必须与中频IC一起工作才能产生振荡信号,它本身不会产生振荡信号。其外形实物如图2-39所示。
(2)有源式系统时钟晶振
有源式系统时钟晶振在通电后只要有控制电压输入就会产生振荡信号。其结构原理如图2-40所示。
图2-38 贴片石英晶振的外形(www.xing528.com)
图2-39 无源式系统时钟晶振外形实物
图2-40 有源式系统时钟晶振结构原理图
2.实时时钟晶体振荡器
实时时钟晶体振荡器(RTC)的作用是为手机产生实际时间显示提供基准时钟信号,振荡频率通常为32.7kHz。正常情况下需要一个后备电池持续供电,以确保手机在关机或取电池时能继续工作。一般RTC电路的耗电在微安级的水平。实时时钟晶体振荡器损坏后将会造成时间不走的故障。
手机中的实时时钟晶体振荡器通常分为陶瓷封装和金属封装两种类型。其外形实物如图2-41所示,椭圆形圈内为陶瓷封装,矩形圈内为金属封装。
图2-41 两种实时时钟晶体振荡器外形实物
(二)晶振的检测
手机的基本时钟通常采用13MHz晶振或26MHz晶振。晶振有输出端、电源端、AFC控制端及接地端四个端口。晶振受振动或受潮都会导致其损坏、频点偏移或损耗增加。判断晶振是否正常工作可用示波器测其波形是否正常。
手机维修中,也可采用频率计检测晶振的输出信号。若测得频率为0,则不必急于更换晶振,应检测晶体的供电端电压是否正常、FAC控制信号电压是否正常(正常时开机为0.6~0.8V,开机后有1.4V左右的跳变电压);若测得晶振的供电及AFC控制信号电压均正常,而输出频率不正常,则可判断该晶振有可能已损坏,需要更换。
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