最近我們公司業(yè)務(wù)員碰到一位工程師咨詢晶體振蕩器電路設(shè)計(jì)問題,一下子就把我們的業(yè)務(wù)員給難住了,之后便找到我們工程部咨詢?nèi)绾伪苊饩д裾袷庪娐窌r(shí)的不穩(wěn)定與起振問題.我們工程師們經(jīng)過仔細(xì)的分析討論,寫出以下建議供大家參考,有客戶如果在使用我們的晶振時(shí)有遇到不解的問題,可聯(lián)系我們公司業(yè)務(wù)員反饋,我們工程部會一一為大家解決.

　在購買晶振時(shí)我們要選擇合適自己產(chǎn)品的C1和C2的值就能夠滿足以下與CL的方程.通常需要C1和C2的值近似相等.C1和/或C2的值較大時(shí)能夠增加頻率的穩(wěn)定性,但會減少回路增益并且可能會引起整個(gè)晶振振蕩器的起振問題.

　 R1的主要被用來限制反相器(inverter)的輸出,以保證晶振不被過分驅(qū)動(dòng).R1和C1構(gòu)成劃分電壓電路,C1和R1的取值要盡量使反相器的輸出靠近軌到軌(指器件的輸入輸出電壓范圍可以達(dá)到電源電壓)且使晶振的輸入要達(dá)到軌到軌的60%,通常的實(shí)踐是是R1的電阻與C1的容抗相等,如R1 約等于XC1.這使晶振的輸入是反相器輸出的一半.通常需要確保晶振分得的電壓要在晶振所能承受的范圍之內(nèi),過分的驅(qū)動(dòng)晶振會損害晶振.使用晶振是要參考制造商的推薦.

　理想狀況下,反相器會產(chǎn)生180°的相位偏移,但反相器固有的延遲會導(dǎo)致一個(gè)與這種延遲成某種比例的額外的的一個(gè)相位偏移.為了確保在在控制回路中產(chǎn)生360°的的相位偏移,需要使π網(wǎng)絡(luò)(回路)產(chǎn)生的相位偏移少于180°.調(diào)節(jié)R1的值就可以完成這個(gè)目標(biāo).在固定C1和C2的情況下,可以通過調(diào)節(jié)R1的值來更改閉環(huán)增益和相位偏移.在某些應(yīng)用中,遇到上述兩種情況時(shí)R1也可被忽略.

　一些IC將提到的這些器件(Rf,R1,C1,C2)都集成到了芯片內(nèi)部,如此就可為晶振振蕩電路的設(shè)計(jì)者免去一些擔(dān)憂.在這種情況下只需要將晶振簡單的連接到芯片給出的兩個(gè)XTAL引腳上即可.

提示：

　 a.選擇一個(gè)有效串聯(lián)電阻較小的晶振可以有利避免起振時(shí)的問題,且增加回路增益.

　 b.縮短板上的布線路徑可以減少干擾電容(Cs),這將有利于減小起振問題,同時(shí)有利于晶振振蕩電路頻率的穩(wěn)定性.

　 c.優(yōu)化R1值的推薦方式是提前計(jì)算出C1和C2的值并用一個(gè)分壓計(jì)代替R1,設(shè)置分壓計(jì)的初始值近似為XC1.在晶振起振和維持晶振振蕩器穩(wěn)定頻率的條件下,必要時(shí)調(diào)整分壓計(jì).

　 d.為了確保晶振振蕩器起振良好及振蕩頻率的穩(wěn)定性,需要在適用的溫度和電壓范圍測試晶振振蕩器電路,必要時(shí)更改各器件的值.

　在為芯片設(shè)計(jì)晶振振蕩器的電路時(shí),首先查看與石英晶振相連引腳內(nèi)部都集成了哪些部分,Rf與R1是否還需要在外部設(shè)計(jì).要想設(shè)計(jì)出最好的晶振振蕩電路,聯(lián)系帝國科技了解晶振的精確的特性再根據(jù)以上指標(biāo)來設(shè)計(jì).

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