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您当前所在位置:元器猫> 晶振百科> 晶振的基本功能与作用
  • 晶振的基本功能与作用
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  晶振的基本功能与作用导读:微控制器的时钟源可分为两类:基于机械谐振器件的时钟源,如晶体振荡器和陶瓷谐振通道,以及RC(电阻和电容)振荡器。一种是皮尔斯振荡器的结构,适用于晶体振荡器和陶瓷谐振槽。另一个是一个简单的离散RC振荡器。基于晶体振荡器和陶瓷谐振槽的振荡器通常具有很高的初始精度和较低的温度系数。

  RC振荡器可以快速启动,成本相对较低,但在整个温度范围和工作电源电压范围内,精度通常很差,一般为额定输出频率的5%到50%。然而,其性能受到环境条件和电路元件选择的影响。振荡电路中元器件的选择和电路板的布局应引起重视。在使用中,陶瓷谐振槽和相应的负载电容器必须根据特定的逻辑序列进行优化。

  高Q值晶体振荡器对放大器的选择不敏感,但在超速时容易产生频率漂移(甚至损坏)。影响振荡器工作的环境因素包括电磁干扰(EMI)、机械振动和冲击、湿度和温度。这些因素会增加输出频率的变化和不稳定性,在某些情况下,会导致振荡器停止振动。大多数这些问题都可以通过使用振荡器模块来避免。

  这些模块具有振荡器,提供低电阻方波输出,并能保证在一定条件下工作。较常用的两种类型是晶体振荡器模块和集成RC振荡器(硅振荡器)。晶体振荡器模块提供与离散晶体振荡器相同的精度。硅振荡器的精度高于离散RC振荡器。在大多数情况下,硅振荡器可以提供与陶瓷谐振通道相同的精度。

  选择振荡器时还应考虑功耗。离散振荡器的功耗主要由反馈放大器的电源电流和电路内的电容值决定。CMOS放大器的功耗与工作频率成正比,可用功耗电容值表示。例如,HC04逆变门电路的功耗电容为90pF。

  在4mHz和5V电源下工作时,相当于1.8mA电源电流。增加20pF晶体负载电容器,整个供电电流为2.2mA。陶瓷谐振槽一般具有较大的负载电容,因此需要较大的电流。

  相比之下,晶体振荡器模块通常需要10至60 mA的电源电流。硅振荡器的电源电流取决于其类型和功能,从几个低频(固定)器件的微安到几个可编程器件的微安不等。低功率硅振荡器,如MAX7375,工作在4兆赫,电流小于2毫安。为了优化特定应用的时钟源,需要综合考虑以下因素:精度、成本、功耗和环境要求。



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