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起振電容在無源晶振電路中的作用

03/14 07:42
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無源晶振電路中不只是有一個晶體諧振器。為了滿足諧振條件讓晶振起振正常工作,通常還有兩個電容器。這兩個電容被稱之為“匹配電容”或者“諧振電容”。一般外接的這兩個電容是為了使無源晶振兩端的等效電容等于或接近于其負(fù)載電容。

在無源晶振電路中,起振電容的作用為:調(diào)整頻率、提高頻率穩(wěn)定性、改善晶振啟動時間和啟動性能等。

電容值的大小影響諧振頻率(也就是會發(fā)生頻偏)。一般情況下,增大電容會使晶振的振蕩頻率下降,減小電容會使晶振的振蕩頻率升高。

U1: 增益很大的反相放大器。

X1: 石英晶體。相當(dāng)于電容三點式電路里面的電感

CL1、CL2: 匹配電容。是電容三點式電路的分壓電容,接地點就是分壓點。以接地點即分壓點為參考點,輸入和輸出是反相的,但從并聯(lián)諧振回路即石英晶體兩端來看,形成一個正反饋以保證電路持續(xù)振蕩,它們會稍微影響振蕩頻率,主要用與微調(diào)頻率和波形,并影響幅度。

如下圖所示,晶諾威科技建議:從理論中講,當(dāng)8MHz無源晶振負(fù)載電容CL=18pF,外接的起振電容C11=C12=27pF;當(dāng)32.768KHz無源晶振負(fù)載電容CL=12.5pF時,外接起振電容C14=C15=18pF。因為電路板雜散電容存在差異,建議實測晶振實際輸出頻率后選擇最佳匹配電容。

R1: 反饋電阻(在MHz晶振起振電路中,反饋電阻一般≥1MΩ,而在KHz晶振起振電路中,反饋電阻一般≥10MΩ)它使反相器在振蕩初始時處于線性工作區(qū)。

R2: 限流電阻,與匹配電容組成網(wǎng)絡(luò),提供180度相移,同時起到限制振蕩幅度,防止反向器輸出對晶振過驅(qū)動(Over driven)將其損壞。R2的大小由晶體特性決定,如果不存在過驅(qū)問題,可以取消這顆限流電阻。

晶振電路由晶振和相關(guān)的電容、電阻等元件組成。晶振的頻率決定了單片機的工作頻率。電容和電阻則用于調(diào)節(jié)晶振的頻率和穩(wěn)定性。

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