晶振不僅僅是可以振蕩就夠了

晶振相當(dāng)于人的心臟，能跳動，整個系統(tǒng)才是“活的”。晶振常見有有源晶振、無源晶振。有源晶振比較貴，但是需要外圍電路少，供個電就能工作。無源晶振價格便宜，匹配電路復(fù)雜些。

以無源晶振進(jìn)行分析，以下是無源的參數(shù)信息，頻率FL、load電容CL、頻偏、激勵功率DL、諧振Rr都是關(guān)鍵參數(shù)。

無源晶振應(yīng)用一般如圖所示：

無源晶振的設(shè)計：

1、RF值的設(shè)定

在大多數(shù)情況下，反饋電阻RF是內(nèi)嵌在振蕩器電路內(nèi)的。它的作用是通過引入反饋使反向器的功能等同于放大器。Vin和Vout之間增加的反饋電阻，使放大器在Vout ＝ Vin時產(chǎn)生偏置，迫使反向器工作在線性區(qū)域(圖中陰影區(qū))。工作在線性區(qū)的反向器等同于一個反向放大器，從而引發(fā)晶振起振。

2、電容CL1、CL2計算

CL1和CL2一般是相等的，可以由晶振規(guī)格書給的負(fù)載電容CL估算出來。通過調(diào)整CL1/CL2的容值讓CL值達(dá)到晶振的標(biāo)定值。一般通過晶振匹配測試可以比較容易知道CL1/CL2的合適值。

估算如下：

3、驅(qū)動功率

Drive Level描述了晶振的功耗。晶振的功耗必須限制在某一范圍內(nèi)，否則石英晶體可能會由于過度的機(jī)械振動而導(dǎo)致不能正常工作。通常由晶振制造商給出驅(qū)動級別的最大值，單位是毫瓦。超過這個值時，晶振就會受到損害。驅(qū)動級別可以由下式計算得出：

4、外部限流電阻REXT計算

這個電阻與CL2組成一個低通濾波器，以確保振蕩器的起振點在基頻上，而不是在其他高次諧波頻率點上(避免3次，5次，7次諧波頻率)。

外部電阻Rext限制驅(qū)動強(qiáng)度，避免晶振被過分驅(qū)動。如果RExt值太小，晶振上可能會承擔(dān)太多的功耗。如果RExt值太大，振蕩器無法正常工作。大阻值的RExt可以降低激勵功率，但同時-R也會變化。

一般設(shè)計好晶振電路后，打出樣板需要發(fā)給晶振供應(yīng)商進(jìn)行晶振匹配測試。通過測試，供應(yīng)商會給出一個最適當(dāng)?shù)木д耠娐穮?shù)。

審核編輯：湯梓紅