晶振和起振電容

1、關(guān)于晶振和起振電容資料 2010-10-21 23:26:49 閱讀258 評論0  字號：大中小 訂閱1：如何選擇晶振   對于一個高可靠性的系統(tǒng)設(shè)計，晶體的選擇非常重要，尤其設(shè)計帶有睡眠喚醒(往往用低電壓以求低功耗)的系統(tǒng)。這是因為低供電電壓使提供給晶體的激勵功率減少，造成晶體起振很慢或根本就不能起振。這一現(xiàn)象在上電復(fù)位時并不特別明顯，原因是上電時電路有足夠的擾動，很容易建立振蕩。在睡眠喚醒時，電路的擾動要比上電時小得多，起振變得很不容易。在振蕩回路中，晶體既不能過激勵(容易振到高次諧波上)也不能欠激勵(不容易

2、起振)。晶體的選擇至少必須考慮：諧振頻點，負載電容，激勵功率，溫度特性，長期穩(wěn)定性。一般來說某一種單片機或外圍芯片都會給出一個或幾個典型適用的晶振，常用的像51單片機用12M晶振，ATmega系列單片機可以用8M，16M，7.3728M等。這里有一個經(jīng)驗可以分享一下，如果所使用的單片機內(nèi)置有PLL即鎖相環(huán)，那么所使用的外部晶振都是低頻率的，如32.768K的晶振等，因為可以通過PLL倍頻而使單片機工作在一個很高的頻率下。2：如何判斷晶振是否被過分驅(qū)動   電阻RS常用來防止晶振被過分驅(qū)動。過分驅(qū)動晶振會漸漸損耗減少晶振的接觸電鍍，這將引起頻率的上升?？捎靡慌_示波器檢測OSC

3、輸出腳，如果檢測一非常清晰的正弦波，且正弦波的上限值和下限值都符合時鐘輸入需要，則晶振未被過分驅(qū)動；相反，如果正弦波形的波峰，波谷兩端被削平，而使波形成為方形，則晶振被過分驅(qū)動。這時就需要用電阻RS來防止晶振被過分驅(qū)動。判斷電阻RS值大小的最簡單的方法就是串聯(lián)一個5k或10k的微調(diào)電阻，從0開始慢慢調(diào)高，一直到正弦波不再被削平為止。通過此辦法就可以找到最接近的電阻RS值。3：如何選擇電容起振電容   從原理上講直接將晶振接到單片機上，單片機就可以工作。但這樣構(gòu)成的振蕩電路中會產(chǎn)生偕波(也就是不希望存在的其他頻率的波),這個波對電路的影響不大,但會降低電路的時鐘振蕩器的穩(wěn)定性

4、. 為了電路的穩(wěn)定性起見，建議在晶振的兩引腳處接入兩個瓷片電容接地來削減偕波對電路的穩(wěn)定性的影響,所以晶振必須配有起振電容，但電容的具體大小沒有什么普遍意義上的計算公式，不同芯片的要求不同。（1）：因為每一種晶振都有各自的特性，所以最好按制造廠商所提供的數(shù)值選擇外部元器件。 （2）：在許可范圍內(nèi)，C1,C2值越低越好。C值偏大雖有利于振蕩器的穩(wěn)定，但將會增加起振時間，比較常用的為15p-30p之間。 晶振設(shè)計  2006-8-1晶體振蕩器 / 陶瓷振蕩器： XT 、 LP 、 HS 三種方式中，需一晶體或陶瓷諧振器連接到單片機的 OSC1/CLKIN 和

5、 OSC2/CLKOUT 引腳上，以建立振蕩，如圖 1 所示。電阻 RS 常用來防止晶振被過分驅(qū)動。在晶體振蕩下，電阻 RF 10M 。對于 32KHZ 以上的晶體振蕩器，當(dāng) VDD>4.5V 時，建議 C1=C2 30PF 。（ C1 ：相位調(diào)節(jié)電容； C2 ：增益調(diào)節(jié)電容。） 圖 1外部晶體振蕩器電路： PIC 芯片可以使用已集成在片內(nèi)的振蕩器，亦可使用由 TTL 門電路構(gòu)成的簡單振蕩器電路。當(dāng)外接振蕩器時，外部振蕩信號）僅限于 HS 。 XT 。 LP ）從 OSC 1 端輸入， OSC 2 端開路。圖 2 所示的是典型的外部并行諧振振蕩電路，應(yīng)用晶體的基頻來設(shè)

6、計。 74AS04 反相器以來實現(xiàn)振蕩器所需的 180 °相移， 4.7K 的電阻用來提供負反饋給反相器， 10K 的電位器用來提供偏壓，從而使反相器 74AS04 工作在線性范圍內(nèi)。圖 3 所示的是典型的外部串行諧振振蕩電路，亦應(yīng)用晶體的基頻來設(shè)計。 74AS04 反相器用來提供振蕩器所需的 180 °相移， 330 的電阻用來提供負反饋，同時偏置電壓。圖 2RC 振蕩：RC 振蕩適合于對時間精度要求不高的低成本應(yīng)用。 RC 振蕩頻率隨著電源電壓 V DD ， RC 值及工作環(huán)境溫度的變化而變化。同時由于工藝參數(shù)的差異，對不同芯片其振蕩器頻率將不同。另外，當(dāng)外接電容 C EXT 值較小時，對振蕩器頻率的影響更大，當(dāng)然，我們也應(yīng)考慮電阻電容本身的容差對振蕩器頻率的影響。圖 4 所示的是 RC 振蕩電路，如果 R EXT 低于 2.2K ，振蕩器將處于不穩(wěn)定工作狀態(tài)，甚至停振。而 R EXT 大于 1M 時，振蕩器又易受噪聲、濕度、漏電流的干擾。因此，電阻 R EXT 取值最好在 3K 100K 范圍內(nèi)。在不接外部電容時，振蕩器仍可工作，但為了抗干擾及保證穩(wěn)定性，建議接一 20PF 以上的電容。PIC 單片機片內(nèi)有一 4 分頻電路