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晶振接的电容和电阻作用(晶振电阻有什么用)

在生活中,很多人可能想了解和弄清楚晶振的原理及外围电阻电容设计,晶振参数有哪些?的相关问题?那么关于晶振接的电容和电阻作用的答案我来给大家详细解答下。

晶振接的电容和电阻作用(晶振电阻有什么用)

晶振原理:

石英晶体之所以可以做振荡电路是由于他的压电效应。若在晶体上加上交变电压,晶体就会产生机械振动,同时机械形变振动又会产生交变电场,尽管这种交变电场的电压极其微弱,但其振动频率是十分稳定的。当外加交变电压的频率与晶片的固有频率相等时,机械振动的幅度将急剧增加,这种现象称为压电谐振。

晶振等效模型:

C0:寄生电容 pF

Rm:等效电阻 Ω

Cm:等效电容 fF

晶振谐振点:

Fs当Z=0时的串联谐频率:

Fa当Z趋于无穷大时的并联谐振频率 :

当外部增加负载电容后谐振点:

Cl为外部负载电容

晶振电路设计:

负载电容CL:

是指连接到晶振上的终端电容。CL值取决于外部电容器CL1和CL2,电路板上晶振oscin,oscout的杂散电容(Cs)。外部电容器CL1和CL2可用来调整CL,使之达到晶振制造商的标定值。

.其中杂散电容一般1pf-5pf,在10pf以内。

振荡器的增益裕量 :

增益裕量是最重要的参数,它决定振荡器是否能够正常起振

是反向器的跨导,其单位是mA/V 或者µA/V 。 晶振自身由厂商提供

Gain≥1,即可起振,但在实际设计中为了保持晶振的稳定工作Gain5.如果Gain≤5需要重新选择ESR较低的晶振和Cl较低的晶振。

驱动级别DL计算 :

驱动级别描述了晶振的功耗。晶振的功耗必须在范围内,否则晶体可能会由于过度的振动而导致不能正常工作。通常由厂商给出驱动级别的最大值,单位是毫瓦。

(交流电流的均方根有效值 )。由于运放的差模输入电阻很大,一般通用型运算放大器的输入电阻都在1MΩ以上。因此流入运放输入端的电流往往不足1uA,远小于输入端外电路的电流。因此可以假定经过晶振的电流等于流经CL1的电流 。

外部电阻RExt计算

电阻的作用是限制晶振的驱动级别DL,并且它与CL2组成一个低通滤波器,以确保振荡器的起振点在基频上,而不是在其他高次谐波频率点上(避免3次, 5次, 7次谐波频率)。如果RExt值太小,晶振上可能会承担太多的功耗。如果RExt值太大,振荡器起振条件将得不到满足从而无法正常工作 。

因此在设计晶振电路的时候需要考虑以下3点:

增益裕量(Gainmargin) 、外部负载电容的计算 、驱动级别及外部电阻的计算

温馨提示:通过以上关于晶振的原理及外围电阻电容设计,晶振参数有哪些?内容介绍后,相信大家有新的了解,更希望可以对你有所帮助。