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)表中說明,但很少具體說明,盡管它們對(duì)電路設(shè)計(jì)很重要.路由器可以通過已知負(fù)載電阻上的壓降來計(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.

石英晶體周圍的組件:

(簡(jiǎn)化等效電路)

(擴(kuò)展等效電路)

FL石英晶體的標(biāo)稱頻率

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(很少說明)

這些值在晶振廠家的數(shù)據(jù)表中規(guī)定.通過使用網(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.

雜散電容可以通過例如測(cè)量未填充的印刷電路板來找到.

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.通過輸入上述值,您可以可視化和改變由石英晶體和周圍元件組成的反饋電路的幅度和相位特性,以便在不超過石英晶體最大驅(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)稱布局,無過孔,附近無"熱"走線.如果不能避免過孔,它們應(yīng)該對(duì)稱放置.

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)量都無效.如果沒有低電容探頭,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.