Geyer石英晶體振蕩器電路的基本拓撲結(jié)構(gòu)
德國人是出了名的嚴謹,無論是做人還是做事都一樣,如果你在德國想找當?shù)厝藛柭罚聡藭鶕?jù)你走路的步伐和快慢,告訴你大約要走多久,路程有多遠。德國晶振的制造與生產(chǎn),也體現(xiàn)了德國人嚴謹?shù)奶攸c,對待品質(zhì)始終如一,因此幾乎沒有人會懷疑德國進口晶振的質(zhì)量和服務,Geyer晶振是德國比較有名的晶體制造商,多年來不斷的研發(fā)新的晶體和振蕩器,也發(fā)現(xiàn)并創(chuàng)造了一些有利于量產(chǎn)的技術(shù)與工藝。
在IC內(nèi)部有一個反相放大器(相移大約180°),形成一部分振蕩電路。外部電路由石英晶體,Cx1,Cx2和Rv和另一個相移180°,滿足360°(或0°)的反饋要求使電路以石英晶體給定的頻率振蕩。
IC的特點:
Rout,Cout:振蕩器IC的輸出電阻/輸出電容
Rin,Cin:振蕩器IC的輸入電阻/電容(起始值CMOS:1M/3pF的)
這些值應在制造商的IC數(shù)據(jù)表中說明,但很少指定,盡管它們對晶振電路設計很重要。Rout可以通過電壓降來計算一個已知的負載電阻。
石英晶體的特點:
fL石英晶體的標稱頻率
石英晶體的R1 ESR(通常指定為上限)
C0石英晶體靜電容(通常指定為上限)
石英晶體的C1動態(tài)(運動)電容(很少指定)
連接的CH1,CH2電容(大約0.8pF),大多數(shù)可以忽略不計,因為包含在C0中CL的SMD晶體標稱負載電容。
石英晶體的L1動態(tài)電感(很少指定)這些值在石英晶體制造商的數(shù)據(jù)表中規(guī)定,精確通過網(wǎng)絡分析儀分析一批石英晶體可以找到數(shù)值。
IC輸入端的Ca有效電容為IC的Cin,雜散電容*的總和PCB(4~6pF),石英晶體諧振器CH2(~0.8pF)的體電容,以及離散冷凝器C12。
起始值:1,1 ... 1,2xCL
IC輸出端的Cb有效電容,即PCB的雜散電容*之和(4~6pF),石英晶體CH1(~0.8pF)的體電容和離散電壓冷凝器C11。
起始值:2xCa.
Rv串聯(lián)電阻(應始終在布局中提供,即使后來填充了0歐姆)。設計中的有效串聯(lián)電阻是Rv和Rout的總和。
*雜散電容可以通過測量未填充的PCB來找到。
模擬:
GEYER提供Y-QUARTZ應用程序,其中包括(模擬和優(yōu)化皮爾斯石英晶體振蕩器的特性。通過輸入上述內(nèi)容值可以顯示并改變反饋的幅度和相位特性電路,由石英晶體和周圍元件組成),可靠振蕩不超過石英晶體的最大驅(qū)動水平。
執(zhí)行/布局:
布局需要特別注意:具有低電容的短跡線,對稱布局,沒有過孔,附近沒有“熱”痕跡。如果無法避免過孔,則應鋪設過孔對稱。
驗證:
必須在原型PCB上驗證有源晶振的正確功能,因為寄生電容和電阻事先是未知的,并且其值是電阻器和電容器必須根據(jù)石英的預期功能進行調(diào)整晶體振蕩器。
必須使用有源低電容探頭(<=2pF)進行測量,因為電容> 10pF的普通探頭可以完全改變設置并渲染所有設置測量沒用。如果沒有低電容探頭,則使用小型陶瓷冷凝器(1~2pF)可以與探頭暫時串聯(lián)測量。然而,在給定頻率下分頻比的重新校準歐美晶振是必然。
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