石英晶體振蕩器因產(chǎn)品的高精度,高性能等特點(diǎn),早已被廣泛應(yīng)用在各式各樣的電子產(chǎn)品中,石英晶振的出現(xiàn)給社會(huì)及科技帶來(lái)了巨大的福音,讓更多的智能化,高技術(shù)的產(chǎn)品公眾于世.石英晶體振蕩器與石英晶體諧振器都是提供穩(wěn)定電路頻率的一種電子器件.石英晶體振蕩器是利用石英晶體的壓電效應(yīng)來(lái)起振,而石英晶體諧振器是利用石英晶體和內(nèi)置IC共同作用來(lái)工作的.振蕩器直接應(yīng)用于電路中,諧振器工作時(shí)一般需要提供3.3V電壓來(lái)維持工作.振蕩器比諧振器多了一個(gè)重要技術(shù)參數(shù):諧振電阻(RR),諧振器沒(méi)有電阻要求.RR的大小直接影響電路的性能,因此這是各商家競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)重要參數(shù).下面主要介紹一下石英晶體振蕩器電路應(yīng)用筆記

穿孔振蕩器的基本拓?fù)?/span>

集成電路內(nèi)部有一個(gè)反相放大器(相移ca.180)形成振蕩器電路的一部分.外部電路由石英晶體Cx1,Cx2和Rv以及另一個(gè)ca相移組成.180,以滿足360(或0)的反饋要求,并使電路能夠以石英晶振給出的頻率振蕩.

集成電路的特點(diǎn):

Rout,Cout:振蕩器集成電路的輸出電阻/輸出電容

Rin林:

振蕩器集成電路的輸入電阻/電容(起始值互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體:1M/3pF)

這些值應(yīng)在制造商的集成電路數(shù)據(jù)表中說(shuō)明,但很少具體說(shuō)明,盡管它們對(duì)電路設(shè)計(jì)很重要.路由器可以通過(guò)已知負(fù)載電阻上的壓降來(lái)計(jì)算.

晶振的特性:

(擴(kuò)展等效電路)

這些值在石英晶體制造商的數(shù)據(jù)表中規(guī)定.通過(guò)使用網(wǎng)絡(luò)分析儀分析一批石英晶體,可以找到精確的數(shù)值.

石英晶體周?chē)慕M件:

(簡(jiǎn)化等效電路)

(擴(kuò)展等效電路)

FL石英晶體的標(biāo)稱(chēng)頻率

R1石英晶體的電子自旋共振(通常指定為上限)

C0石英晶體的靜態(tài)電容(通常指定為上限)

C1石英晶體的動(dòng)態(tài)(運(yùn)動(dòng))電容(很少指定)

CH1,CH2連接電容(ca.0,8pF),因?yàn)榘ㄔ贑0

石英晶體的額定負(fù)載電容石英晶體的L1動(dòng)態(tài)電感(很少說(shuō)明)

這些值在晶振廠家的數(shù)據(jù)表中規(guī)定.通過(guò)使用網(wǎng)絡(luò)分析儀分析一批石英晶體,可以找到精確的數(shù)值.集成電路輸入端的有效電容為集成電路Cin值,印刷電路板雜散電容(4~6pF),石英晶體CH2體電容(0,8pF)和分立電容C12之和.

起始值:1,1...1,2xCL

集成電路輸出端的有效電容為印刷電路板雜散電容(4~6pF),石英晶體CH1(約0,8pF)和分立電容C11之和.起始值:2xCa

串聯(lián)電阻(應(yīng)始終在布局中提供,即使后來(lái)填充了0歐姆).設(shè)計(jì)中的有效串聯(lián)電阻是Rv和Rout之和.

雜散電容可以通過(guò)例如測(cè)量未填充的印刷電路板來(lái)找到.

模擬:

Geyer晶振公司提供YQUARTZ應(yīng)用程序,這是一個(gè)工具,用于模擬和優(yōu)化皮爾斯石英晶體振蕩器的特性.通過(guò)輸入上述值,您可以可視化和改變由石英晶體和周?chē)M成的反饋電路的幅度和相位特性,以便在不超過(guò)石英晶體最大驅(qū)動(dòng)電平的情況下實(shí)現(xiàn)可靠振蕩.

實(shí)施/布局:

布局需要特別注意:低電容短走線,對(duì)稱(chēng)布局,無(wú)過(guò)孔,附近無(wú)"熱"走線.如果不能避免過(guò)孔,它們應(yīng)該對(duì)稱(chēng)放置.

驗(yàn)證:

石英晶體振蕩器的正確功能必須在原型印刷電路板上驗(yàn)證,因?yàn)榧纳娙莺碗娮枋孪仁俏粗?電阻和電容的值必須根據(jù)石英晶體振蕩器的預(yù)期功能進(jìn)行調(diào)整.

必須使用有源晶振低電容探頭(<=2pF)進(jìn)行測(cè)量,因?yàn)殡娙荽笥?0pF的普通探頭會(huì)完全改變?cè)O(shè)置,使所有測(cè)量都無(wú)效.如果沒(méi)有低電容探頭,可以暫時(shí)將一個(gè)小陶瓷電容器(1~2pF)與探頭串聯(lián)進(jìn)行測(cè)量.然而,在給定頻率下重新校準(zhǔn)分頻比是不可避免的.