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选择无源晶体时需要考虑哪些参数?

作者: 扬兴科技 日期:2021-09-24 浏览量:

  很多厂商因为无源晶体的价格相较有源晶振比较便宜,为了节省成本考虑,会选择无源晶体。晶体的使用范围、能不能正常起振,这些都与无源晶体的参数息息相关。

  无源晶体需要用DSP片内的振荡器,在datasheet上有建议的连接方法。无源晶体没有电压的问题,信号电平是可变的,也就是说是根据起振电路来决定的,同样的晶体可以适用于多种电压,可用于多种不同时钟信号电压要求的DSP,而且价格通常也较低,因此对于一般的应用如果条件许可建议用晶体,这尤其适合于产品线丰富批量大的生产者。无源晶体相对于晶振而言其缺陷是信号质量较差,通常需要精确匹配外围电路(用于信号匹配的电容、电感、电阻等),更换不同频率的晶体时周边配置电路需要做相应的调整。建议采用精度较高的石英晶体,尽可能不要采用精度低的陶瓷晶体。(相关阅读可以查看YXC扬兴官网《晶振的老搭档负载电容要怎么搭配才好呢》)

  关于无源晶体的几个重要参数:

  一、晶体元件频率

  晶体元件频率是工程师在电路设计和元件选购时首要关注的参数。晶振常用标称频率在1~200MHz之间,比如32768Hz、8MHz、12MHz、24MHz、125MHz等,更高的输出频率也常用PLL(锁相环)将低频进行倍频至1GHz以上。我们称之为标称频率。

  二、频率误差

  输出信号的频率不可避免会有一定的偏差,我们用频率误差或频率稳定度,用单位ppm来表示,即百万分之一(partspermillion)(10-6),是相对标称频率的变化量,此值越小表示精度越高。比如,12MHz晶振偏差为±20ppm,表示它的频率偏差为12×20Hz=±240Hz,即频率范围是(11999760~12000240Hz)。

  三、温度频差

  还有一个温度频差(FrequencyStability vs Temp)表示在特定温度范围内,工作频率相对于基准温度时工作频率的允许偏离,它的单位也是ppm。

  四、负载电容

  这就是我们今天主要说明的参数,这个关系到震荡回路能否正常的外围可调整器件。它是电路中跨接晶体两端的总的有效电容,注意这个不是晶振外接的匹配电容,很多人搞混这个。所以我们这里要清楚两个感念,负载电容和外接电容。晶体负载电容CL,就是晶体规格书标出的值,是指整个外围电容有效电容的总和。当两个外接电容串联值,在加上电路寄生的电容值,整个容值的和为CL时,输出频率才是规格书的标定频率。

  五、动态电阻

  动态电阻也叫等效电阻ESR,或者叫内阻R1.。这个名字比较多,但都是一个意思,不要搞混了。这个值越小越好,越小晶体越容易起振。但是越小制造的技术和工艺水平的要求就越高,价格也就越高啦。

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