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数字电路的心脏晶振决定电路成败的第一步|澳门新葡萄京app下载官方网站

发布时间:2020-10-18 02:53:02来源:澳门新葡萄京app下载|官方网站编辑:澳门新葡萄京app下载|官方网站阅读: 当前位置:首页 > 灵异恐怖 > 手机阅读

【澳门新葡萄京app下载官方网站】晶振,在板子上看起来一个不起眼的小器件,但是在数字电路里,就看起来整个电路的心脏。数字电路的所有工作都必不可少时钟,晶振的优劣,晶振电路设计的优劣,不会影响到整个系统的稳定性。所以更好的理解晶振,自由选择好系统用于的晶振,对数字电路来说是要求胜败的第一步。

  我们目前经常说道的晶振都是石英晶体振荡器或者石英晶体谐振器的全称。他们都是利用石英晶体的压电效应制作而出。在石英晶体的两个电极上产生电场不会使晶体产生机械变形,反之,如果在晶体两侧产生机械压力就不会在晶体上产生电场。

并且,这两种现象是共轭的。利用这种特性,在晶体的两侧产生交变电压,晶片就不会产生机械振动,同时产生交变电场。这种震动和电场一般都较小,但是在某个特定频率下,振幅不会显著增大,这就是压电谐振,和我们少见到的LC电路谐振有些类似于。  右图是晶振的电气等效电路和电抗频率特性曲线图:    从图中可以显现出,当LCR这个支路再次发生串联谐振的时候,其串联谐振频率为fs,其计算公式和普通的串联谐振计算公式一样:当频率之后提升,低于fs时,LCR支路呈圆形感性,这样和C0产生并联谐振,并联谐振频率fp,其计算公式为:  其中由于晶振的特性,C近大于C0,所以fp和fs的值十分相似。

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通过电抗频率特性曲线图可以看出来,在这个狭小的频率范围内,晶振整体展现出出有感性,这样只必须在晶振外部并联适合的电容,就可以构成并联谐振电路。然后把这个并联谐振电路特到负反馈电路中就可以包含正弦波振荡电路。这个适合的电容就是晶振的阻抗电容。

    上图就是一个少见的晶振振荡电路,晶振和C1、C2构成并联谐振电路,收到芯片的管脚上,芯片内部的转换器放大器和Rf构成负反馈电路,R1用来容许流向晶振的电流。有些芯片不会把Rf和R1构建到器件中,这样就减少了电路设计的可玩性。,并且确保了系统的稳定性。晶振的最重要参数就是阻抗电容,自由选择与阻抗电容大于的电容并联,能确保晶振工作在额定频率。

假如晶振的阻抗电容是15pf,那么C1、C2我们可以自由选择30pf,考虑到芯片管脚电容和PCB走线电容的影响,这个给定也可以必要增大,27pf,22pf一般也能长时间工作。在符合起如雷拒绝的情况下,C1、C2可以自由选择的尽可能小,这样可以减缓晶振的起震时间。必须留意的是,有些晶振厂商会必要获取C1、C2的推荐值,而不是得出阻抗电容,所以在实际用于的时候还是要根据用于的具体型号去和厂家证实。

  晶振除了压电效应以外,还有一个无法被忽视的特性,就是温漂。晶振的波动频率不会随着环境温度的变化再次发生微小的位移,这是晶振固有的特性。

正是由于温漂的不存在,普通晶振的精度很难做到的很高,少见的澳门新葡萄京app下载晶振精度多为40ppm,20ppm,很难做10ppm以下。这种精度在一些对晶振精度拒绝不高的场合,如微处理器的时钟输出等,几乎需要符合市场需求。但是在无线通信,蜂窝应用于,广播电视等应用领域,必须时钟准确实时,普通晶振就很难符合系统市场需求了。为了解决问题温漂带给的影响,系统就要自由选择精度更高的温补晶振或者恒温晶振。

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温补晶振是通过感应器环境温度,然后将温度信息转换成掌控量掌控晶振的输入频率。现在的温补晶振多使用数字化技术,需要超过更加准确的掌控。而恒温晶振更进一步,将晶体置放恒温槽内,通过设置恒温工作点,使恒温槽维持一个恒温的状态,晶体在恒温槽内就可以不不受外界温度的影响,大大提高晶振输入频率的稳定度。

温补晶振和恒温晶振的输出精度都需要超过1ppm甚至更高。需要符合苛刻的系统市场需求。    由于晶振在数字电路中的重要性,在用于和设计的时候我们必须小心处置:  a.晶振内部不存在石英晶体,所以在受到外部碰撞或者跌入的时候更容易导致石英晶体脱落损坏导致晶振过热。

在设计的时候就要考虑到晶振的可信加装以及方位尽可能不要附近板边,设备外壳等等  b.在手工焊或者机器焊的时候要留意焊温度,晶振对温度较为脆弱,焊时温度无法过低,并且冷却时间尽可能较短。  c.设计的时候尽可能延长晶振部分的走线,晶振走线和其他信号线之间保有尽可能近的距离,并且引荐将晶振的外壳短路,这些措施都能更佳的防止阻碍。  d.慎重自由选择C1、C2的容值。尽可能按照厂家获取的推荐值设计。

在符合起如雷拒绝的前提下,C1、C2的给定可以尽可能小,能延长晶振起如雷时间。  e.留意晶振否被过驱动,过驱动不会影响晶振使用寿命。如果用示波器测试找到晶振的输入被削波,波峰波谷被夷平,那么就要考虑到晶振否被过驱动。

可以必要调整R1限流电阻的阻值。直到输入原始的正弦波。

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