晶振作為電子設(shè)備中重要的時鐘源,分為有源晶振和無源晶振兩種類型。有源晶振是一種主動元件,通過外部電源提供穩(wěn)定的時鐘信號,具有高穩(wěn)定性和精確性。而無源晶振則是一種被動元件,依賴于外界條件激勵產(chǎn)生時鐘信號。
無源晶振的參數(shù)特性
一般而言我們知道最多的就是晶振的負(fù)載電容,這個 負(fù)載電容其實是管腳的總體等效電容,因此在PCB設(shè)計時尤其要注意寄生電容的大小。 但是還有一些其他重要的參數(shù)需要注意:
a. 標(biāo)稱頻率:即設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)振蕩頻率。
b. 溫度頻差:工作頻率相對基準(zhǔn)溫度25度時頻率的偏差。
c. 老化率:工作頻率隨時間的變化范圍。
d. 啟動時間:上電開始到晶振達(dá)到工作頻率的時間。
無源晶振的選型理念
晶振選型時,選用公差和諧振阻抗較小的晶體,除了頻率范圍、負(fù)載電容,調(diào)整頻差和溫度頻差是必須選擇的參數(shù),一般常用晶振精度不大于±50PPM,長期抖動應(yīng)小于500pS。有些晶振抖動大,相位噪聲大,頻率誤差大,信號不能正常解調(diào),誤碼率高,會影響整個鏈路的SNR或者靈敏度等。如果產(chǎn)品對晶振的穩(wěn)定性要求特別高,建議切換有源晶振。
計算激勵功率(驅(qū)動功率,下面統(tǒng)稱為激勵功率)DL根據(jù)MCU規(guī)格書選擇晶振,計算增益裕量Gmargin,最后成品除了常規(guī)晶振測試,再進(jìn)行一次裕量測試。
無源晶振的電路
圖 無源晶振典型電路
無源晶振的等效電路
如圖所示,石英晶體的壓電諧振現(xiàn)象可以用等效電路來模擬,等效電路包括靜態(tài)電容C0、動態(tài)電容C1、諧振電阻R1、以及動態(tài)電感L1,等效電路圖如圖:
圖 無源晶振等效模型
無源晶振的腳位
1#與3#功能腳,2#與4#是接地,是對稱的,可旋轉(zhuǎn)180度,故無方向性。
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