說說晶振與匹配電容

1、匹配電容負(fù)載電容是指晶振要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接近負(fù)載電容。要求高的場合還要考慮輸入端的對地電容。一般晶振兩端所接電容是所要求的負(fù)載電容的兩倍。這樣并聯(lián)起來就接近負(fù)載電容了。負(fù)載電容他是一個(gè)測試條件，也是一個(gè)使用條件。應(yīng)用時(shí)一般在給出負(fù)載電容值附近調(diào)整可以得到精確頻率。此電容的大小主要影響負(fù)載諧振頻率和等效負(fù)載諧振電阻。一般情況下，增大負(fù)載電容會使振蕩頻率下降，而減小負(fù)載電容會使振蕩頻率升高。負(fù)載電容是指晶振的兩條引線連接塊內(nèi)部及外部所有有效電容之和，可看作晶振片在電路中串接電容。負(fù)載頻率不同決定振蕩器的振蕩頻率不同。標(biāo)稱頻率相同的晶振，負(fù)載電容

2、不一定相同。因?yàn)槭⒕w振蕩器有兩個(gè)諧振頻率，一個(gè)是串聯(lián)揩振晶振的低負(fù)載電容晶振：另一個(gè)為并聯(lián)揩振晶振的高負(fù)載電容晶振。所以，標(biāo)稱頻率相同的晶振互換時(shí)還必須要求負(fù)載電容一至，不能冒然互換，否則會造成電器工作不正常。晶振旁的電阻（并聯(lián)與串聯(lián)）一份電路在其輸出端串接了一個(gè)的電阻，在其輸出端和輸入端之間接了一個(gè)的電阻，這是由于連接晶振的芯片端內(nèi)部是一個(gè)線性運(yùn)算放大器，將輸入進(jìn)行反向18度0輸出，晶振處的負(fù)載電容電阻組成的網(wǎng)絡(luò)提供另外18度0的相移，整個(gè)環(huán)路的相移36度0，滿足振蕩的相位條件，同時(shí)還要求閉環(huán)增益大于等于1，晶體才正常工作。晶振輸入輸出連接的電阻作用是產(chǎn)生負(fù)反饋，保證放大器工作在高增益的

3、線性區(qū)，一般在歐級，輸出端的電阻與負(fù)載電容組成網(wǎng)絡(luò)，提供度相移，同時(shí)起到限流的作用，防止反向器輸出對晶振過驅(qū)動，損壞晶振。和晶振串聯(lián)的電阻常用來預(yù)防晶振被過分驅(qū)動。晶振過分驅(qū)動的后果是將逐漸損耗減少晶振的接觸電鍍，這將引起頻率的上升，并導(dǎo)致晶振的早期失效，又可以講調(diào)整用。用來調(diào)整和發(fā)振余裕度。和的內(nèi)部一般是一個(gè)施密特反相器反相器是不能驅(qū)動晶體震蕩的因此,在反相器的兩端并聯(lián)一個(gè)電阻,由電阻完成將輸出的信號反向18度0反饋到輸入端形成負(fù)反饋,構(gòu)成負(fù)反饋放大電路.晶體并在電阻上,電阻與晶體的等效阻抗是并聯(lián)關(guān)系,自己想一下是電阻大還是電阻小對晶體的阻抗影響小大?電阻的作用是將電路內(nèi)部的反向器加一個(gè)反饋

4、回路，形成放大器，當(dāng)晶體并在其中會使反饋回路的交流等效按照晶體頻率諧振，由于晶體的值非常高，因此電阻在很大的范圍變化都不會影響輸出頻率。過去，曾經(jīng)試驗(yàn)此電路的穩(wěn)定性時(shí)，試過從都可以正常啟振，但會影響脈寬比的。晶體的值非常高值是什么意思呢晶體的串聯(lián)等效阻抗是晶體一般等效于一個(gè)很高很高的電感，相當(dāng)于電感的導(dǎo)線電阻很小很小。一般達(dá)到量級。避免信號太強(qiáng)打壞晶體的。電阻一般比較大，一般是幾百K串進(jìn)去的電阻是用來限制振蕩幅度的，并進(jìn)去的兩顆電容根據(jù)的晶振為幾十一般是在左右，主要用與微調(diào)頻率和波形，并影響幅度，并進(jìn)去的電阻就要看了，有的是用來反饋的，有的是為過的對策可是轉(zhuǎn)化為并聯(lián)等效阻抗后，越小，就越大，這

5、是有現(xiàn)成的公式的。晶體的等效很大很大。外面并的電阻是并到這個(gè)上的，于是，降低了值增大了降低了晶振石英晶體振蕩器是高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器，被廣泛應(yīng)用于彩電、計(jì)算機(jī)、遙控器等各類振蕩電路中，以及通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器、為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時(shí)鐘信號和為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號。一、石英晶體振蕩器的基本原理iniminminminiimii!“l(fā)inn(iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiminiiaiinmillnminiiiiiiimilliiiiniiiuiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiminmilliiiiiiiiiiiiiiiiiii(1111111iiiiiiiiii

6、iiniiiiimiiiiiiiiiminiiiiiiii!linniiiiiimilliiiiiimiaimill1()()LC3LLC3LCCRCRCPFPFLmHmH0.00020.1pF100QQ1000100004(1)LCR(R)fsfs(2)fsLCRCfdfsfdfsmiminiiiiiimilliiiimmillmiiiiiiiiimiiiimillunimilliiiiiiiiimiiiiinmilllinnminilinnminminminiiiiiiiiiiiiimilliiiiiiiimiimilliiiiiiminminiHimminmininnlinnminlin

7、nminiminiimiminiiniiiiimiminmin10A(-4)10A(-4)SPXO(IEC)(VCXO)(OCXO)(SPXO)10A(-5)100MHz100Ppm53.21.5mm(VCXO)130MHz14103mm(TCXO)10A(-7)10A(-6)2.5ppm303015mm(OCXO)4(TCXO)(TCXO)(DCXO)121146mm10A(-6)10A(-5)50ppm160MHz111.49.63.9mmOCXO10A(-10)10A(-8)48kHz500kHz503.5kHz1MHz40.50MHz1000MHzCRBZTBJaIC10A(-4)10

8、A(-10)1100Ppm1TCXO30100SMDTCXO2mm53mm225ppmVCXO10720100ppmOCXOVCXO10720100ppmOCXO0.00015PpmVCXO25Ppm200MHz6501700MHz0.00015PpmVCXO25Ppm200MHz6501700MHz2mAVG4msV2CMOSC1C23GPSOCXOVCXOGSMUCV42.23.3V810mA43.3VTCXOVCXO2320SCVCXO0.1ppmTOC o 1-5 h zSMDTCXO4ms90%OAK1025MHzOCXO50.01ppm1V1QC1C2QR1R2C1C2CC4C52

9、500kHz503kHz1/315625Hz3晶振的負(fù)載電容晶體元件的負(fù)載電容是指在電路中跨接晶體兩端的總的外界有效電容。是指晶振要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接近負(fù)載電容。要求高的場合還要考慮此輸入端的對地電容。應(yīng)用時(shí)一般在給出負(fù)載電容值附近調(diào)整可以得到精確頻率。此電容的大小主要影響負(fù)載諧振頻率和等效負(fù)載諧振電阻。晶振的負(fù)載電容二(Cd*Cg)/(Cd+Cg)+Cic+C式中CdCg為分別接在晶振的兩個(gè)腳上和對地的電容Cic集成電路內(nèi)部電容)+C(PCB上電容)就是說負(fù)載電容的話，兩邊個(gè)接的差不多了，一般為各種邏輯芯片的晶振引腳可以等效為電容三點(diǎn)式振蕩

10、器.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)在晶振輸出引腳和晶振輸入引腳之間用一個(gè)電阻連接對于C芯片通常是數(shù)到數(shù)十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看,形成一個(gè)正反饋以保證電路持續(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)到數(shù)十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地電容量,而增加輸出端的值以提高反饋量.設(shè)計(jì)考慮事項(xiàng)使晶振、外部電容器如果有與之間的信號線盡可能保持最短。當(dāng)非常低的電流通過晶振振蕩器時(shí)，如果線路太長，會使它對、與串?dāng)_產(chǎn)生非常敏感的影響。而且長線