资讯详情

晶振起振原理与元件选型

晶体振动原理及元件选型

  • 一、皮尔斯振荡器
  • 二、晶体等效电路
  • 三、实际搭建电路

一、皮尔斯振荡器

如图所示,典型的皮尔斯振荡器, 适用于与石英振荡晶体配合产生振荡信号的电子振荡电路。 Alt 下图可以简单解释反馈振荡电路的原理。 前通道为放大器部分,有 有反馈渠道 满足幅度条件和相位条件时,即满足 当电路产生自激振荡时。

二、晶体等效电路

一般晶体可转化为小信号等效电路, R 是串联电阻,L 和 C 起动或串联电感、电容,C0 它是分流电容器,代表了晶体盒中共振器和寄生电容器的低频并联电容量的总和。 OSC1 和 OSC2 引脚之间的附加寄生电容都包括在这个值里。 当等效电路中的R、L、C当支路产生串联谐振时,为纯电阻,等效电阻为R,串联谐振频率为 此时整个石英晶体等效为R与C0并联,通常R<<ωC因此,石英晶体是一种非常小的纯电阻。

当f<fs时,R、L、C当f>fs时,石R、L、C电路成感性,可与C0产生并联谐振,并联谐振频率为 当f>fp如下图所示,石英晶体图所示。 由于C<<C0,所以fp≈fs。由于只有在fp>f>fs在狭窄的频率范围内,石英晶体呈感性,C和C0差异越大,石英晶体的感性频带越窄。当石英晶体在谐振频率下工作时,它是感性的。因此,感性频带越窄,谐振频率越准确,大约等于石英晶体的并联谐振频率fp。

三、实际搭建电路

下图为PCB布线时实际搭建的皮尔斯振荡器。 RF内部反馈电阻,RExt限流电阻,CL1和CL两个外部负载电容,Cs是由于PCB由于布线和连接等寄生效应引起的等效杂散电容(OSC_IN和OSC_OUT管脚上)。

反馈电阻RF通过引入反馈,反向器的功能相当于一个,迫使反向器在线区域工作,从而引起晶体振动,如图所示。在某些情况下,如果在振动后去除反馈电阻RF ,振荡器仍 可继续正常运行。 一些典型的反馈电阻值如下表所示。 负载电容CL表达式如下: CL1和CL外部电容器需要相同的容值,Cs印刷电路板上的杂散电容器。CL晶振制造商振制造商给出的值CL1和CL2使CL达到制造商的标定值。计算时,Cs可粗略估计为5pF。一个8MHz封装无源晶振CL标定值为10pF,代入计算,可得CL1=CL2=10pF。

限流电阻RExt起限制晶振电流大小的作用。如果晶振的功耗超过晶振制造商的给定值,则外部电阻R Ext 避免晶振过度驱动是必要的。如果晶振功耗小于晶振制造商的给定值,则不建议使用RExt 它的值可以是0。对R Ext 可以通过考虑原因来估计值R Ext 和C L2 的电压分压RExt/CL实现(注意)RExt 和CL考虑到通带宽度不小于振荡器频率,构成分压/滤波器R Ext 的值等于CL2 的电抗: 由于谐振电路中的电容电流远大于总电流,因此可以认为两个负载电容中的电流在谐振时相同,可以视为CL1、CL2与C0并联,此时其总容量远大于C,因此,电路的振荡频率约等于石英晶体的并联谐振频率fp。

本文旨在总结备份,方便以后查询。因为是个人总结,如果有错误,欢迎纠正;此外,大部分内容来自互联网、书籍和各种手册。如有侵权行为,请通知我们删除帖子并立即道歉。

标签: 谐振电阻晶振

锐单商城拥有海量元器件数据手册IC替代型号,打造 电子元器件IC百科大全!

锐单商城 - 一站式电子元器件采购平台