先來看一下晶體和晶振的區(qū)別
晶體,英文 Crystal,電路上一般會(huì)簡(jiǎn)寫為 XTAL,需要外加時(shí)鐘電路才能輸出時(shí)鐘信號(hào),所以一般叫無源晶振,也叫諧振器。
晶體一般是 2 腳或者 4 腳,2 腳最常見,晶體無極性。
晶振,英文 Crystal oscillator,電路上一般簡(jiǎn)寫為 XO,只需要供電就可以輸出時(shí)鐘信號(hào),所以一般叫有源晶振,也叫振蕩器。
晶振一般是 4 腳,1 個(gè) VCC,2 個(gè) GND,1 個(gè) Output。
我們?cè)倏匆幌戮д竦姆N類
- Package 石英振蕩器,英文 SPXO:不施以溫度控制及溫度補(bǔ)償?shù)氖⒄袷幤鳌nl率溫度特性依靠石英振蕩晶體本身的穩(wěn)定性。
- 溫度補(bǔ)償石英振蕩器,英文 TCXO:附加溫度補(bǔ)償回路,減少其頻率因周圍溫度變動(dòng)而變化之石英振蕩器。
- 電壓控制石英振蕩器,英文 VCXO:控制外來的電壓,使輸出頻率能夠變化或調(diào)變的石英振蕩器。
- 恒溫槽式石英振蕩器,英文 OCXO:以恒溫槽保持石英振蕩器或石英振蕩晶體在一定溫度,控制其輸出頻率在周圍溫度下也能保持極小變化量之石英振蕩器。
可以看到,不管是 VCXO 還是 TCXO,內(nèi)部都帶有電路進(jìn)行補(bǔ)償,所以價(jià)格上會(huì)比晶體貴,質(zhì)量和準(zhǔn)確度也會(huì)比晶體高不少,比如 GPS 上一般會(huì)選用 TCXO。
下面看一下晶振最重要的幾個(gè)參數(shù)
- 標(biāo)稱頻率(Normal Frequency):晶振的標(biāo)準(zhǔn)頻率,如 26MHz、32.768KHz 等。
- 頻率誤差(Frequency Tolerance)或頻率穩(wěn)定度(Frequency Stability):用單位 ppm 來表示,即百萬分之一,是相對(duì)標(biāo)稱頻率的變化量,此值越小表示精度越高,1MHz 的晶振,1 個(gè) PPM 就是 1Hz 的偏差。
- 溫度頻差(Frequency Stability vs Temp):表示在特定溫度范圍內(nèi),工作頻率相對(duì)于基準(zhǔn)溫度時(shí)工作頻率的允許偏離,它的單位也是 ppm。
- 負(fù)載電容 CL:負(fù)載電容是指晶振正常工作震蕩所需要的電容。為使晶體能夠正常工作,需要在晶體兩端外接電容,來匹配達(dá)到晶體的負(fù)載電容。
那負(fù)載電容如何確定呢?
計(jì)算公式:CL=C1*C2/(C1+C2)+Cic+△C
C1 和 C2 為晶振兩腳對(duì)地電容,稱為匹配電容。
Cic 為集成電路內(nèi)部電容,△C 為 PCB 板上電容,一般大小為 3~5pF。
匹配電容一般取 C1=C2=2CL,這樣并聯(lián)起來就接近負(fù)載電容 CL 了,在一般情況下,增大負(fù)載電容會(huì)使振蕩頻率下降,而減小負(fù)載電容會(huì)使振蕩頻率升高。
如果 crystal 所接的 IC 內(nèi)部有負(fù)載電容,那外部的 C1 和 C2 就不需要了。
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一般 IC 的數(shù)據(jù)手冊(cè)中會(huì)給出負(fù)載電容的大小。
今天的文章到這里就結(jié)束了。。。