使用网分对晶体ESR/L1/C1/C0进行测量计算
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2023-11-21 10:12:10
- Use R&S Vector Network Analyzer test XTAL ESR/L1/C1/C0
測量方法:使用儀器的Port1端口,測量XTAL的S11,通過諧振的參數計算出ESR/L1/C1/C0的值。
![使用网分对晶体ESR/L1/C1/C0进行测量计算 使用网分对晶体ESR/L1/C1/C0进行测量计算](/default/index/img?u=aHR0cHM6Ly9waWFuc2hlbi5jb20vaW1hZ2VzLzM3NS8wZWM2ZWNiMGQ1MDQwZTZhNGJmNjQ1NjE4MzAwN2I2Ny5wbmc=)
實際晶體的等效模型:通常方便晶體分析,使用下圖(b)的等效模型,但實際測量發現晶體存在多個串聯諧振點,實際等效模型更接近(c)。
![使用网分对晶体ESR/L1/C1/C0进行测量计算 使用网分对晶体ESR/L1/C1/C0进行测量计算](/default/index/img?u=aHR0cHM6Ly9waWFuc2hlbi5jb20vaW1hZ2VzLzU1Mi9iMTI1ZmVmZGY1ZWNmYTQ3NGNmYWYyNDQ3ZDEzNDE2OC5wbmc=)
儀器測量到的S11,其中MARK1,MARK2分別為主串聯諧振、並聯諧振,MARK3,MARK4為相鄰的兩個串并聯諧振位置。(SWEEP step應該設置為100Hz,MARK2的位置不準確,應該在SMITH中找到∞對應的點。詳細儀器操作不再贅述。)
![使用网分对晶体ESR/L1/C1/C0进行测量计算 使用网分对晶体ESR/L1/C1/C0进行测量计算](/default/index/img?u=aHR0cHM6Ly9waWFuc2hlbi5jb20vaW1hZ2VzLzU0LzQ2Yzg4MzhlM2U4ZDc4ZGUyMzE0MWE4OGM4MDVkNmJlLnBuZw==)
測量與分析:
- Complex格式表示出的S11測量結果,可以直接讀出ESR=11.07ohm。串聯諧振頻率f1=23.9951MHz,並聯諧振頻率f4=24.0168MHz,串并聯諧振之間的點f3=23.9972MHz,其阻抗為10.02ohm+j*130.0ohm,令X3= j*130.0ohm。
![使用网分对晶体ESR/L1/C1/C0进行测量计算 使用网分对晶体ESR/L1/C1/C0进行测量计算](/default/index/img?u=aHR0cHM6Ly9waWFuc2hlbi5jb20vaW1hZ2VzLzk4My9mYjM3MzZjZDQ3ODEzNmJhM2Q4N2MzZjMwZTNlNTc2Zi5wbmc=)
2.Magnitude格式表示出的S11測量結果,通過此圖串聯諧振f1位置比較明顯可以找出,但并聯諧振f4無法找出,還是需要依靠smith圓圖。其中f2是另外一個串聯等效位置。
![使用网分对晶体ESR/L1/C1/C0进行测量计算 使用网分对晶体ESR/L1/C1/C0进行测量计算](/default/index/img?u=aHR0cHM6Ly9waWFuc2hlbi5jb20vaW1hZ2VzLzkxNC9mNDZlOTlkYzNlZTI1OGZkNzM3MDA2MjI3OWM5OTllMi5wbmc=)
根據以上測量數據可以得到以下三個關係式:
……1
……2
(其中
,
,
)……3
三個方程,三個未知數,聯合求解得:
L1=4.45mH
C1=9.88fF
C0=5.46pF