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康納溫菲爾德石英晶體振蕩器介紹，優(yōu)秀的Connor-winfield晶振公司憑借其50多年的歷史以及豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)服務(wù)，不斷的更新創(chuàng)造更具有價(jià)值的頻率控制產(chǎn)品。并通過(guò)自身的不懈的努力，打磨優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，產(chǎn)品具有高精度，高頻率，高性能，小體積，高溫度，低抖動(dòng)等特點(diǎn)，產(chǎn)品包含溫補(bǔ)晶振，壓控晶振，石英晶體振蕩器等產(chǎn)品。盡管引及了競(jìng)爭(zhēng)性諧振器技術(shù)，但與目前可用的任何其它頻率控制技術(shù)相比，基于石英的振蕩器在長(zhǎng)期和短期穩(wěn)定性精度以及低抖動(dòng)和低相位噪聲信號(hào)生成方面繼續(xù)提供最高水平的性能。

大多數(shù)IC帶有內(nèi)置有源晶體振蕩器電路采用Gated-Pierce設(shè)計(jì)，其中振蕩器是圍繞單個(gè)CMOS反相門(mén)構(gòu)建的。對(duì)于振蕩器的應(yīng)用這通常是一個(gè)單一的反相包括一個(gè)P通道和一個(gè)N通道的級(jí)增強(qiáng)型MOSFET，更常見(jiàn)在數(shù)字世界中，作為一個(gè)無(wú)緩沖逆變器（見(jiàn)圖。1） 。可以使用緩沖逆變器（通常包括三個(gè)串聯(lián)的P-N MOSFET對(duì)），但是數(shù)千的相關(guān)收益將導(dǎo)致可能不太穩(wěn)定的成品振蕩器。

一個(gè)實(shí)用的振蕩器電路如圖2所示包括所述未緩沖反相器、兩個(gè)電容器，兩個(gè)電阻器和石英晶體。了解如何該振蕩器工作CMOS反相門(mén)必須被視為具有增益、相位和傳播延遲約束，而不是作為邏輯設(shè)備使用1和0。康納溫菲爾德石英晶體振蕩器介紹

圖3顯示了直流傳輸特性（Vin與。Vout）和未緩沖的DC偏置點(diǎn)線(xiàn)HCMOS逆變器74HCU04。在3.3V和1M? 對(duì)于Rf，逆變器將與其輸入和輸出一起放置電壓約為1.65V。這種逆變器現(xiàn)在被認(rèn)為是在其線(xiàn)性區(qū)域中被偏置。輸入的微小變化電壓將被增益放大，并顯示為輸出電壓的變化較大。

圖4顯示了一組典型的開(kāi)環(huán)增益曲線(xiàn)相同的74HCU04。在3.3V時(shí)，逆變器的增益為20（26 dBV）從DC到2MHz，具有3dB衰減頻率為8.5MHz，并且看起來(lái)仍然具有增益超過(guò)100MHz。
為了將這種偏置反相門(mén)用作振蕩器，它必須具有足夠的增益克服了反饋網(wǎng)絡(luò)的損耗（圖中的C1、C2、Rlim和石英晶體。2） ，振蕩頻率下的負(fù)電阻足以超過(guò)晶體等效串聯(lián)電阻，以及整個(gè)電路周?chē)南嘁?60度。人們很容易想到這種74HCU04逆變器可以用來(lái)制造工作頻率超過(guò)100MHz的振蕩器，因?yàn)樗?.3V時(shí)有足夠的增益，但實(shí)際上由于各種振蕩器環(huán)路周?chē)南嘁啤?/span>
該電路的分析很難概括，因?yàn)樗浅Ｒ蕾?lài)于家族所使用的CMOS門(mén)以及該特定CMOS家族的內(nèi)部構(gòu)造。全部的CMOS反相門(mén)具有輸入電容、輸出電容和輸出“電阻”和傳播延遲，所有這些都會(huì)影響C1、C2和Rlim的選擇如圖2所示，并最終確定OSC晶振的較高工作頻率。選擇偏置電阻器Rf通常在1M之間? 和10M?, 降低一個(gè)值將有效出現(xiàn)在水晶上，并可能導(dǎo)致水晶在雜散或泛音頻率。康納溫菲爾德石英晶體振蕩器介紹.
考慮一個(gè)ESR為15的20MHz晶體?, 3pF的C0，需要負(fù)載電容為20pF，晶體功耗約為100µW。

從20pF的期望負(fù)載電容開(kāi)始，這可以近似為C1+柵極輸入電容（1至5pF是典型值）與C2串聯(lián)。C1的比率至C2將影響增益和晶體功率耗散。一個(gè)好的起點(diǎn)是C1≈C2。為了增加環(huán)路增益（并降低晶體功耗），使C1＜C2。這對(duì)于負(fù)載電容為20pF，柵極具有~3pF的輸入電容。

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