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格耶品牌SMD晶振如何構(gòu)建振蕩電路?成立至1964年的格耶電子,憑借著自身的努力,一直是頻率產(chǎn)品的領(lǐng)先制造商之一,壓電石英晶體, 振蕩器和陶瓷諧振器.我們從我們的德國(guó)總部以及歐洲、亞洲和美國(guó)的其他地方。我們非常重視與客戶的密切合作從開發(fā)階段開始。這確保了我們從一開始就提供您所需要的東西。
我們將在整個(gè)項(xiàng)目中為您提供專業(yè)的設(shè)計(jì)支持。我們的全球服務(wù)包括個(gè)人咨詢和保證電路的驗(yàn)證交付您從我們這里購(gòu)買的組件。
我們的優(yōu)勢(shì)之一是在項(xiàng)目的整個(gè)生命周期中包括開發(fā)階段已經(jīng)提供的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。
另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是通過我們的支持15年以上的長(zhǎng)期項(xiàng)目長(zhǎng)期交貨保證和生命周期管理.
例如,我們?nèi)匀粡囊婚_始就提供SMD晶振,如GEYER KX-C系列,從1992年的一個(gè)項(xiàng)目開始就提供。
我們希望詳細(xì)了解您的需求,并與您一起完成開發(fā)過程。在GEYER Electronic,我們位于慕尼黑附近Planegg的設(shè)計(jì)和測(cè)試中心擁有一支經(jīng)驗(yàn)豐富的高性能團(tuán)隊(duì)。
利用我們近60年的石英技術(shù)知識(shí)。
在設(shè)計(jì)新的電子電路時(shí),設(shè)計(jì)工程師通常需要考慮晶體或振蕩器是否是合適的選擇:有多少空間?頻率穩(wěn)定性的要求是什么?費(fèi)用是多少用于組件和開發(fā)電路的這一部分?通過無源晶體和分立元件構(gòu)建自己的振蕩電路對(duì)于更大的數(shù)量或如果IC不使用內(nèi)部振蕩器。可以選擇Pierce或Colpitts振蕩器。此外,還可以創(chuàng)建振蕩器通過反相器電路的適當(dāng)反饋(圖2)。
大多數(shù)微控制器已經(jīng)包含了時(shí)鐘電路的基本組件。為了完成電路對(duì)于Pierce或Colpitts振蕩器類型,只需要一個(gè)晶體和其他外部無源元件。應(yīng)用微控制器的手冊(cè)描述了必要的細(xì)節(jié)。為了最大限度地減少任何寄生效應(yīng),所有連接從微控制器到晶體電路應(yīng)保持盡可能短。
在40MHz及以上的頻率下,使用泛音晶體。這些泛音晶體需要一個(gè)特殊的過濾器電路,以便抑制基本模式。濾波電路由電容器和電感組成。如果過濾器省略,電路以其基本模式振蕩(例如:預(yù)期48MHz的第三泛音晶體,電路以16MHz振蕩)。帶有泛音晶體的振蕩器電路應(yīng)該非常謹(jǐn)慎地進(jìn)行尺寸和測(cè)試。
如果微控制器配備皮爾斯振蕩器配置,晶體將連接到兩個(gè)電容器,如如圖所示。3(C1和C2)。對(duì)于4MHz以上的頻率,不需要額外的串聯(lián)電阻器,因?yàn)檫m當(dāng)?shù)拇?lián)電阻器通常將被包括在微控制器的逆變器級(jí)內(nèi)。此外,高歐姆電阻器集成在微控制器內(nèi),以調(diào)整直流工作電壓(圖3中為1MΩ)。CS1和CS2包括輸入以及微控制器的輸出電容以及由PCB上的導(dǎo)電路徑貢獻(xiàn)的其他電容。通過外部電容器C1使整個(gè)電路電容適合于晶體CL的指定負(fù)載電容和C2:
示例:提供CL=16pF。假設(shè)CS1=CS2=12pF,外部電容器可以被評(píng)估為C1=15pF和C2=27pF。應(yīng)考慮這些作為后續(xù)優(yōu)化的初始值。C1小于C2,以便提高電路的啟動(dòng)性能。
如果頻率與晶體的實(shí)際諧振頻率匹配,則晶體電路處于最佳狀態(tài)。實(shí)際晶體在其指定負(fù)載電容下的諧振頻率可以在其測(cè)試記錄中找到。
應(yīng)在沒有來自探頭的任何反饋的情況下測(cè)量頻率。這通常可以通過測(cè)量在微控制器的另一個(gè)端口處的頻率。如果石英晶振晶體被電容器過載,則頻率較小比要求的要大(否則會(huì)更大)。
如上所述,具有皮爾斯振蕩器配置的微控制器可能需要外部串聯(lián)電阻器對(duì)于低于4MHz的頻率。串聯(lián)電阻器RV將有助于抑制不必要的泛音,并調(diào)整內(nèi)部振蕩器到外部pi電路,該電路由C1、C2和晶體組成。串聯(lián)電阻器RV可評(píng)估為如下:RV與電容器C2串聯(lián),因此起到低通濾波器的作用(圖2)。C2的值應(yīng)為假如通過選擇RV,截止頻率fT應(yīng)在基頻和第三泛音之間(方程式2和3)。格耶品牌SMD晶振如何構(gòu)建振蕩電路?
領(lǐng)先同行瑞薩石英晶體振蕩器的電路,振蕩器是任何微控制器系統(tǒng)的核心,因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)給予適當(dāng)?shù)年P(guān)注,以確保設(shè)計(jì)盡可能可靠。
我們都可以設(shè)計(jì)一個(gè)正常工作的振蕩器,但要在所有元件的容差范圍內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)能在生產(chǎn)中正常工作的振蕩器,卻需要一點(diǎn)努力。典型的瑞薩微控制器用戶手冊(cè)將提供一個(gè)或多個(gè)典型的振蕩器電路(通常由示例中使用的晶體或陶瓷諧振器的供應(yīng)商推薦給瑞薩),以及等效振蕩器電路的簡(jiǎn)單規(guī)格。
可靠振蕩所需的確切電路可能因OSC振蕩器而異,也可能受到電路板布局和環(huán)境條件的影響。在任何情況下,我們都強(qiáng)烈建議設(shè)計(jì)人員聯(lián)系所選的振蕩器供應(yīng)商,向他們?cè)儐栠m合其設(shè)計(jì)的推薦電路,并自行測(cè)試振蕩器,以確定所需的振蕩器電路參數(shù)。
對(duì)于許多應(yīng)用,陶瓷諧振器可以提供良好的低成本解決方案;然而,如果需要更高的穩(wěn)定性和更精確的定時(shí),晶體提供了最佳的解決方案。然而,在低功率應(yīng)用中,Q值較高的晶體啟動(dòng)時(shí)間要慢得多。事實(shí)上,頻率越低,啟動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng);一個(gè)32千赫的晶體可能需要1 - 3秒啟動(dòng)。
在許多微控制器中,需要仔細(xì)考慮晶體漂移和穩(wěn)定性的影響,尤其是對(duì)于需要時(shí)鐘功能的應(yīng)用;然而,振蕩器性能的知識(shí)可以允許在軟件中進(jìn)行校正。
瑞薩微控制器上最常用的振蕩器設(shè)計(jì)是皮爾斯振蕩器,如下所示。
內(nèi)部反相器的輸出通過外部有源晶振電路反饋到其輸入端,形成一個(gè)不穩(wěn)定的反饋環(huán)路。當(dāng)振蕩器的輸出延遲足以提供360°相位延遲時(shí),穩(wěn)定的振蕩得以持續(xù)。晶體與負(fù)載電容C1和C2一起提供了一個(gè)調(diào)諧電路,可以穩(wěn)定振蕩頻率
Rf反饋電阻器-這在第一個(gè)逆變器周圍提供負(fù)反饋,并確保逆變器工作在其線性區(qū)域。這在晶體振蕩器中很少需要,但在使用陶瓷諧振器時(shí)經(jīng)常需要,以確保振蕩器正確啟動(dòng)。建議典型值在1MOhm范圍內(nèi)。一些瑞薩微控制器有內(nèi)部反饋電阻。
Rd -阻尼電阻–這是一個(gè)串聯(lián)電阻,旨在防止振蕩器過激勵(lì)。通常,如果C1和C2選擇正確,這不是必需的。該電阻有幾個(gè)作用:穩(wěn)定反饋電路的相位,降低較高頻率下的環(huán)路增益;通過在逆變器輸出端放置Rd,輸出電阻增加,電流降低。Rd還與C2一起構(gòu)成一個(gè)低通濾波器,可以大大減少不必要的振蕩模式。Rd的典型值在250 - 500歐姆范圍內(nèi)
C1和C2 -負(fù)載電容-負(fù)載電容與晶體或諧振器一起提供180°的相位滯后,共同提供啟動(dòng)和維持振蕩的能量。
晶體或陶瓷諧振器的工作會(huì)受到一系列環(huán)境效應(yīng)的影響,例如溫度和濕度,以及電路參數(shù),例如工作電壓。
頻率元件工程師如何使用電子頻率控制來增強(qiáng)石英晶體振蕩器的設(shè)計(jì),想知道什么比晶體振蕩器更好?康比電子結(jié)合電子頻率控制(EFC)的石英晶體振蕩器.當(dāng)然,它實(shí)際上取決于您的具體應(yīng)用以及您正在尋找的要求,以確定EFC是否是您的晶體振蕩器電路設(shè)計(jì)的良好補(bǔ)充,如果是,哪種方法最適合您.