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晶振分类; n; _7 c) H; i& b) k
晶振,即晶体振荡器。按照工作原理,可将其分为晶体(Crystal)和振荡器(Oscillator)。两者的区别很简单:Oscillator=Crystal+信号调理单路,振荡器只要供电就可以直接输出方波信号,下图是两种晶振的原理图符号。4 x0 G) E+ |* ?
Crystal就是我们平常说所的无源晶振,Oscillator是我们平常说所的有源晶振。$ G: [9 ?0 V) o& Y; c
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工作原理' [- x- E' a* e) e
参见我的另一篇文章《无源晶振晶振(Crystal)的工作原理》
) m% c8 o4 Y# J/ G/ _, `7 N+ I常见品牌# N6 O U" ]! v/ K( U+ R
NKD,Epson,京瓷,台湾鸿星,台湾TXC,微晶,KDS,杭州鸿星等。京瓷是晶振界的老大,其掌握着晶振陶瓷底座的生产技术,日系、台系大部分品牌都需要找京瓷拿货做晶振。# x/ z( ?6 E9 l# E/ ]. K
Crystal晶体的使用方法. q |1 x; P4 A- o, ]8 ]; W) ?5 @
下图是一个典型的原理图应用,我们该如何选择两个电容的值呢?
! K/ s+ }2 V$ h& s1 d3 K通常晶振会给出负载电容CL的大小,例如12pF,那么在选取外部C2582和C2523时,需要满足如下公式: v. T* Z- S/ }) T9 i8 x' X' R
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Cr表示PCB走线寄生电容和IC管脚计生电容,通常3~5pF。
# b- I- q( b1 F7 l f' W. z& x& T$ u也就是说,C1和C2串联后的容值再加上寄生电容值,要与规格书标称的容值相等。要理解C1和C2为什么是串联,需要理解电容三点式震荡电路,参考《无源晶振晶振(Crystal)的工作原理》9 e- b. w6 U" g# v4 ?3 X1 z
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还有一个使用技巧:对于IC内部,XI和XO之间通常是一个反相器,在这两个管脚之间接一个几M欧姆的电阻,能够使反相器在震荡初始时处于线性状态。Iphone的这个电阻是511K,除此之外,在XO输出的地方还预留了0ohm位置,防止晶振过分驱动,损坏晶振。
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7 ^) h, A$ g e) i, k* T如何判断晶振工作在最佳状态(晶振的测量方法):
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( e1 \3 x% S# m3 D" j. |& U' k选用负载电容小的探头,最好的是有源探头,因为无缘探头通常就已经10pF了。
1 l( o6 ]0 B5 M) i工作良好的晶振,输出波形是漂亮的正弦波,峰峰值大于电源的70%。如果输出幅度偏小,要适当减小两个负载电容C1和C2. 反之,如果波形峰峰值偏大或者出现畸形,要增大C1和C2." y1 G p) t# L5 N& q
测量时,如果晶振停震动,说明探头阻抗太小,要更换一个阻抗大的探头,或者串一个电容测试。7 V2 t; y1 |' }+ C" q- t
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