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  • 关于石英晶振振荡电路的设计
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关于石英晶振振荡电路的设计

一、激励等级 (或驱动等级∶DL)

石英晶振的激励等级可以按照晶振的各种工作状态下的消耗电力,或按照电流的等级来进行表示(参阅图9, 10和图11)。如 果利用过大的电力来使晶振工作,有可能产生频率不稳定等特性的恶化,以及导致石英芯片破损的危险。在使用之前,建 议进行电路设计时,确认一下所使用的激励等级不超过绝对最大激励等级。

二、振荡频率和负载容量 (CL)

负载容量 (CL) 是用来决定在振荡电路中晶振频率的参数,从加在振荡电路中晶振两端的电容可知负载容量(参阅图12)。 因振荡电路的负载容量的不同,晶振的频率会相应地产生变动。为了获得目标的频率精度,必须使晶振与负载容量相匹 配。在使用时,请根据相应晶振的负载容量,将振荡电路的负载容量设定为与其相符。

三、振荡宽限:

为了使石英晶振在振荡电路中可以稳定地发生振荡,电路的负性电阻与晶振的等效串联电阻相比,必须具有充分大的容 量(振荡宽限要大)。建议将振荡宽限设置为晶振的等效串联电阻的5倍以上。

振荡宽限评价方法的示例 
与晶振串联连接上纯电阻 Rx,确认振荡的开始或结 束。缓慢地使 Rx 值逐渐变大 , 开始或结束振荡时 的最大电阻 Rx 加上晶振的有效电阻 Re,就是该电 路的大概负性电阻的数值。

负性电阻 |- R| = Rx + Re

|−R| 为晶振的等效串联电阻的最大值 (R1 max.) 的 5 倍以上。
*Re 为振荡时的有效电阻值。
Re = R1 (1 + CO/CL ) 2

四、关于频率温度特性例:

音叉型石英晶振的频率温度特性如左侧的曲线图所 示,显示了以+25°C为顶点的负向2次方程曲线。 温度范围越宽,则频率的变化量也越大,因此,需要 考虑一下所使用环境的温度范围和必要的精度。

[频率温度特性的近似公式]
f_tem = B(T-Ti) 2 
B : 二次温度系数
T : 任意的温度
Ti : 顶点温度



标签:石英晶振振荡电路的设计