影響晶振使用的精度以及負(fù)載電容等相關(guān)條件

時(shí)間：2016-05-28作者：深圳市億金電子有限公司瀏覽：121

	   一個(gè)完整的晶體參數(shù)包括頻率，精度，負(fù)載電容，型號(hào)，溫度等，而一個(gè)完整的石英晶振參數(shù)包括頻率，型號(hào)，溫度，精度，負(fù)載電容、電壓等。晶體是一種無(wú)源器件，而晶振是一種有源器件，**的講，我們可以稱(chēng)之為石英振蕩器，或者是溫補(bǔ)振蕩器，壓控振蕩器等。兩者均屬于頻率元器件，因此頻率這項(xiàng)參數(shù)，我們不難理解。


	   晶振的精度即是指晶振的誤差大小，通常我們所聽(tīng)到的“我希望我的產(chǎn)品在5年時(shí)間偏差不**過(guò)5分鐘”，意思就是對(duì)晶振的精度要求。溫度則是包括了晶體和晶振的儲(chǔ)存溫度和工作溫度。型號(hào)毋庸置疑，一個(gè)型號(hào)可以讓我們準(zhǔn)備的判斷出晶振的**信息，規(guī)格信息等。負(fù)載電容是指在電路中跨接晶體兩端的外界有效電容，是晶振正常震蕩所需要的電容，一般外接電容，是為了使晶振兩端的等效電容等于或者接近負(fù)載電容。


	       有關(guān)于晶振的匹配電容主要作用就是對(duì)晶體和震蕩電路的補(bǔ)償和匹配，讓電路容易起振并處于合理的激勵(lì)狀態(tài)下，同時(shí)對(duì)震蕩頻率也有一定的“微調(diào)”作用。晶振的過(guò)激貨欠激雖然可工作，但前者容易讓晶振老化，影響使用壽命，并導(dǎo)致振蕩電路的EMC特性變劣。而后者則導(dǎo)致晶振不容易起振，穩(wěn)定度較難掌握，所以電容量的大小會(huì)輕微影響震蕩頻率的高低。


	       晶振除了清楚自身的負(fù)載電容外，還需要掌握外接電容的大小。晶振的負(fù)載電容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C式中Cd,Cg為分別接在晶振的兩個(gè)腳上和對(duì)地的電容,Cic（集成電路內(nèi)部電容）+△C（PCB上電容).就是說(shuō)負(fù)載電容15pf的話，兩邊個(gè)接27pf的差不多了，一般a為6.5～13.5pF 


	      各種邏輯芯片的晶振引腳可以等效為電容三點(diǎn)式振蕩器.億金電子分析得出晶振引腳的內(nèi)部通常是一個(gè)反相器,或者是奇數(shù)個(gè)反相器串聯(lián).在晶振輸出引腳XO和晶振輸入引腳XI之間用一個(gè)電阻連接,對(duì)于CMOS芯片通常是數(shù)M到數(shù)十M歐之間.很多芯片的引腳內(nèi)部已經(jīng)包含了這個(gè)電阻,引腳外部就不用接了.這個(gè)電阻是為了使反相器在振蕩初始時(shí)處與線性狀態(tài),反相器就如同一個(gè)有很大增益的放大器,以便于起振.


	   石英晶體也連接在晶振引腳的輸入和輸出之間,等效為一個(gè)并聯(lián)諧振回路,振蕩頻率應(yīng)該是石英晶體的并聯(lián)諧振頻率.晶體旁邊的兩個(gè)電容接地,實(shí)際上就是電容三點(diǎn)式電路的分壓電容,接地點(diǎn)就是分壓點(diǎn).以接地點(diǎn)即分壓點(diǎn)為參考點(diǎn),振蕩引腳的輸入和輸出是反相的,但從并聯(lián)諧振回路即石英晶體兩端來(lái)看,形成一個(gè)正反饋以**電路持續(xù)振蕩.


	  在芯片設(shè)計(jì)時(shí),這兩個(gè)電容就已經(jīng)形成了,一般是兩個(gè)的容量相等,容量大小依工藝和版圖而不同,但終歸是比較小,不一定適合很寬的頻率范圍.外接時(shí)大約是數(shù)PF到數(shù)十PF,依頻率和石英晶體的特性而定.需要注意的是:這兩個(gè)電容串聯(lián)的值是并聯(lián)在諧振回路上的,會(huì)影響振蕩頻率.當(dāng)兩個(gè)電容量相等時(shí),反饋系數(shù)是0.5,一般是可以滿足振蕩條件的,但如果不易起振或振蕩不穩(wěn)定可以減小輸入端對(duì)地電容量,而增加輸出端的值以提高反饋量.


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