实时时钟晶体大多在外壳上标注有时钟频率,有的厂家用字母来标示型号和频率。
塑封的时钟晶体有4个引脚,外形为长条形,颜色大部分为黑色或浅黄色、浅紫色等;铁壳的时钟晶体一般为银白色和金色,一般有两个引脚,外壳接地。
实时时钟晶体的外形如图2-53所示。
图2-53 实时时钟晶体外形
系统时钟晶体主要应用在应用处理器电路作为系统基准时钟,应用在蓝牙电路作为蓝牙系统基准时钟,应用在NFC电路作为NFC系统基准时钟等。
手机中的系统时钟晶体外观为长方体,顶部为白色,顶部四周为金黄色,底部为陶瓷基片,有4个引脚。
系统时钟晶体的外形如图2-54所示。
图2-54 系统时钟的晶体外形
当晶体不振动时,可把它看成一个平板电容器(称为静电电容C),它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关,一般约几个PF到几十PF。当晶体振荡时,机械振动的惯性可用电感L来等效。一般L的值为几十mH到几百mH。晶片的弹性可用电容C来等效,C的值很小,一般只有0.0002~0.1pF。晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R来等效,它的数值约为100Ω。由于晶片的等效电感很大,而C很小,R也小,因此回路的品质因数Q很大,可达1000~10000。加上晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关,而且可以做得精确,因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定度。
时钟晶体的符号和等效电路如图2-55所示。
图2-55 时钟晶体的符号和等效电路
下面以智能手机休眠时钟晶体为例介绍时钟晶体的工作原理,时钟晶体B2200与C2208、C2209及集成电路D2200共同组成了时钟晶体电路。32.768kHz时钟晶体和电源管理芯片内部电路共同产生振荡信号。
智能手机休眠时钟晶体电路如图2-56所示。
图2-56 智能手机休眠时钟晶体电路
实时时钟在手机中最常见的作用是计时,手机显示的时间日期就是由实时时钟电路负责提供的;在待机状态下,实时时钟还作为应用处理器电路或基带处理器电路休眠时钟使用,实时时钟电路还在继续工作。
系统时钟作为应用处理器电路的主时钟,是应用处理器电路工作的必要条件,开机时有足够的幅度就可以,对频率的准确性要求不高。开机后,系统时钟作为射频处理器电路的基准频率时钟,完成射频系统共用收发本振频率合成、PLL锁相以及倍频等工作。