了解成功的晶振電路設(shè)計(jì)有7個(gè)關(guān)鍵因素。這些包括
串聯(lián)電路
負(fù)載電容
并聯(lián)電路
驅(qū)動(dòng)等級(jí)
頻率與模式
設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
負(fù)電阻
在本文中，晶振商城將介紹晶振設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)以及出色的晶振電路設(shè)計(jì)的7個(gè)關(guān)鍵組件。
什么是晶振電路？（晶振電路基礎(chǔ)）
晶振電路由放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)組成。反饋網(wǎng)絡(luò)從放大器獲取特定輸出，然后將其發(fā)送回放大器輸入。繪制出來(lái)時(shí)看起來(lái)很簡(jiǎn)單...
...但是越深入，復(fù)雜性就越大。
為了使晶振電路有效運(yùn)行，必須滿足兩個(gè)關(guān)鍵條件：
環(huán)路功率增益必須等于一致
環(huán)路相移必須等于0、2Pi，4Pi等弧度。
引導(dǎo)回放大器輸入的功率必須足以提供放大器輸入，晶振的成品率并克服電路損耗。
晶振的精確頻率由晶振電路內(nèi)的環(huán)路相移確定。相移的任何變化都將導(dǎo)致頻率變化。減少凈相移的最佳方法之一是在反饋環(huán)路中使用晶振。
當(dāng)在晶振的反饋環(huán)路中使用晶體時(shí)，晶振的頻率輸出實(shí)際上會(huì)對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)。晶振產(chǎn)生的電抗?jié)M足相環(huán)要求。
足以充分理解晶振設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。讓我們繼續(xù)進(jìn)入晶振電路設(shè)計(jì)的7個(gè)主要考慮因素。
晶振電路設(shè)計(jì)的7個(gè)主要注意事項(xiàng)
1.串聯(lián)電路
串聯(lián)電路晶振使用設(shè)計(jì)為以其自然諧振頻率工作的。對(duì)于這種類(lèi)型的電路，在反饋回路中不需要電容器。串聯(lián)諧振晶振電路是相當(dāng)基本的，并且由于其元件數(shù)量少而通常被使用。
串聯(lián)電路可以提供除通過(guò)以外的反饋路徑。這意味著即使在故障期間，電路也可能繼續(xù)以主觀頻率振蕩。
串聯(lián)電路的一個(gè)重大缺陷是，如果系統(tǒng)需要修改，則無(wú)法調(diào)整輸出頻率。串聯(lián)諧振的設(shè)計(jì)具有最佳的頻率，容差和穩(wěn)定性，并且無(wú)需調(diào)整即可固定。
2.負(fù)載電容
負(fù)載電容可以在晶振電路設(shè)計(jì)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。在下一個(gè)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)中，您將看到一個(gè)負(fù)載電容重要性的示例，但現(xiàn)在，讓我們仔細(xì)研究一下負(fù)載電容本身。
負(fù)載電容被描述為 在電路中端子兩端測(cè)量或計(jì)算的 電容量。
對(duì)于串聯(lián)電路，晶振電路的連接點(diǎn)之間沒(méi)有電容。因此，電路中沒(méi)有負(fù)載電容。并聯(lián)電路則是另一回事。
要確定并聯(lián)電路中的負(fù)載電容（在設(shè)計(jì)考慮因素3中進(jìn)行了描述），請(qǐng)使用以下便捷公式：
在該公式中，LC1和LC2代表負(fù)載電容器。Cs是電路游蕩電容（通常在3至5 pF之間）。
3.并聯(lián)電路
并聯(lián)諧振晶振電路是用設(shè)計(jì)的，該可以在特定的負(fù)載電容下工作。這會(huì)導(dǎo)致晶振以高于串聯(lián)諧振頻率但低于真正的并聯(lián)諧振頻率的頻率工作。
為了完成這種類(lèi)型的電路中的反饋環(huán)路，必須設(shè)計(jì)通過(guò)晶振的路由。如果失效，電路將不再振蕩。
那么確定晶振頻率的“負(fù)載電容”從何而來(lái)呢？該電路實(shí)際上使用了一個(gè)隔離逆變器，該逆變器在反饋環(huán)路中具有兩個(gè)電容，這些電容包含負(fù)載電容。如果負(fù)載電容改變，晶振產(chǎn)生的頻率也會(huì)改變。
話雖如此，需要注意的是，如果需要調(diào)整，這種電路類(lèi)型對(duì)于輕松調(diào)整頻率而言并不理想。此外，還需要精確的頻率控制和負(fù)載電容的精確規(guī)范。
例如，如果將一個(gè)容量為20 pF的20 MHz放置在評(píng)估值為30 pF的電路中，則該將低于指定值。但是，如果電路的評(píng)估值僅為10 pF，則頻率將高于指定值。
4.驅(qū)動(dòng)等級(jí)
驅(qū)動(dòng)電平是在工作時(shí)消耗的電量。功率通常以毫瓦或微瓦來(lái)描述。
將石英指定為驅(qū)動(dòng)電平的特定最大值，該最大值會(huì)影響晶振的頻率和工作模式。與您的晶振供應(yīng)商合作，確定石英晶振可以承受的最大驅(qū)動(dòng)水平非常重要。
那么，如果晶振超過(guò)最大驅(qū)動(dòng)電平會(huì)怎樣？可能導(dǎo)致晶振
變得不穩(wěn)定
加快年齡
導(dǎo)致關(guān)鍵應(yīng)用中的通信或時(shí)間丟失
要計(jì)算的驅(qū)動(dòng)電平，請(qǐng)使用以下方程式（基本上只是歐姆定律，但要考慮功率）。
驅(qū)動(dòng)等級(jí)=（有效值2 x R）
Irms =測(cè)得的流經(jīng)石英的均方根電流
R = 石英的最大電阻
要測(cè)量晶振電路的實(shí)際驅(qū)動(dòng)電平，可以在電路中插入一個(gè)電阻。然后可以讀取電阻兩端的壓降，以計(jì)算電流和功耗。當(dāng)然，請(qǐng)確保在此測(cè)量之后將電阻器移除。
5.頻率與模式
晶振的頻率可能受到物理尺寸的限制。有時(shí)，這可能是某些應(yīng)用程序的長(zhǎng)度和寬度。其他時(shí)候，它可能是石英本身的厚度。石英晶片越薄，頻率越高。石英晶片的厚度通常太薄，以至于無(wú)法在30 MHz左右的水平上進(jìn)行處理。
如果需要頻率高于極限頻率的晶振，則可以利用“基本頻率”?；绢l率是“ 由整個(gè)物體的振動(dòng)產(chǎn)生的最低頻率，與較高頻率的諧波不同。” 如果的基本頻率為10 MHz，它也可能以基本頻率的3、5、7等振蕩。因此，晶振可以在30 MHz，50 MHz，70 MHz等頻率下振蕩。這是頻率的泛音。
當(dāng)需要使用泛音頻率時(shí)，制造商必須將設(shè)計(jì)為以所需的泛音頻率工作。切勿嘗試訂購(gòu)基本模式，然后在另一個(gè)所需的泛音下操作它，因?yàn)榛竞头阂舻闹圃旃に嚥煌?/span>
6.設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
為了使晶振電路達(dá)到最佳工作狀態(tài)，應(yīng)遵循一些設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)。始終建議的一件事是在電路中避免并行走線。這樣做會(huì)減少雜散電容。所有走線應(yīng)保持盡可能短，以防止耦合。通過(guò)使用接地層使組件保持隔離也可以幫助實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
7.負(fù)電阻
必須設(shè)計(jì)晶振以增強(qiáng)“負(fù)電阻”以獲得最佳性能。負(fù)電阻通常也稱(chēng)為“振蕩余量”。
這是6個(gè)簡(jiǎn)單步驟，可幫助您計(jì)算晶振電路中的負(fù)電阻
臨時(shí)安裝與串聯(lián)的可變電阻器
將電阻設(shè)置為最低設(shè)置（接近零歐姆）
接通晶振電源并監(jiān)控示波器的輸出
隨著您不斷監(jiān)視示波器信號(hào)，開(kāi)始使用可變電阻器增加電路中的電阻
一旦振蕩停止，請(qǐng)記下可變電阻以確定歐姆值
將的最大電阻值（由供應(yīng)商指定）與步驟5中測(cè)得的歐姆值相加
計(jì)算出的總值為“負(fù)電阻”或“振蕩余量”。根據(jù)一般經(jīng)驗(yàn)，為了可靠，負(fù)電阻應(yīng)至少為規(guī)定最大電阻值的5倍。