【晶振】石英晶體參數(shù)及晶振電路
發(fā)布日期:2019-12-23
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1、 激勵(lì)功率( Drive Level )
晶體的激勵(lì)功率是指晶體正常振蕩時(shí)最大的消耗功率,一般是以微瓦(uw)表示。振蕩電路必須提供足夠的驅(qū)動(dòng)功率來補(bǔ)償晶體在共振時(shí)的機(jī)械能損失。振蕩電路若提供過高的激勵(lì)功率, 會(huì)使晶體的非線性特性變化, 進(jìn)而可能造成振蕩頻率FL不穩(wěn)定及等效阻抗ESR的過度變化。
晶體的規(guī)格書中一般會(huì)給出激勵(lì)功率的最大值,如10uw。這并不是說晶體能承受的最大激勵(lì)功率是10uw,而是晶體最大只需要10uw的激勵(lì)功率就能維持正常振蕩工作了,晶體可以承受比10uw大的多的激勵(lì)功率。
根據(jù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),晶體能夠承受的激勵(lì)功率在1mw之內(nèi),在設(shè)計(jì)晶振電路時(shí),應(yīng)檢查IC的激勵(lì)功率,若IC的激勵(lì)功率大于1mw,則電路中需要增加限流電阻;若小于1mw,則不需要加限流電阻?,F(xiàn)在IC的激勵(lì)功率也是越做越小,一般都不會(huì)大于1mw。
上機(jī)測試的時(shí)候,可以用示波器檢測芯片XTALIN和XTALOUT兩個(gè)引腳的波形,如果檢測到一個(gè)非常清晰的正弦波,并且正弦波的上限值和下限值都符合芯片輸入要求,則晶體未被過分驅(qū)動(dòng);如果正弦波的波峰、波谷兩端被削平,則有可能是晶體被過驅(qū)了,此時(shí)可以在XTALOUT串上電阻Rs來防止被過分驅(qū)動(dòng),如下圖所示。
2、頻率遷移( Trim Sensitivity )
頻率遷移TS反映了負(fù)載電容的容值變化對晶體的諧振頻率偏移影響的大小。一般晶體的規(guī)格書中都會(huì)給出TS參數(shù)
晶體的設(shè)計(jì)工藝一旦確定,TS基本穩(wěn)定。關(guān)于TS的大小,可根據(jù)設(shè)計(jì)靈活選擇,對于頻率精度要求高的設(shè)計(jì),應(yīng)當(dāng)選取較小的TS值。
TS是用來衡量頻率變化率和負(fù)載電容CL關(guān)系的量。在并聯(lián)諧振區(qū)內(nèi),TS越大,則頻率隨CL變化的變化越大;TS越小,則頻率隨CL變化的變化越小。我們一般認(rèn)定對一個(gè)固定的晶體來說,TS值就是固定不變的。但TS這個(gè)參數(shù)是在CL一定的情況下確定的,比如晶體的標(biāo)稱為CL=15pF,TS=20PPM/PF:就是說在負(fù)載電容為15pF的條件下,TS值是20PPM/PF;若CL變化,則TS也變化。CL越小,TS越大;也就是說,在CL小于15pF的情況下,TS的值會(huì)大于20PPM/PF。
3、 其他參數(shù)
品質(zhì)因數(shù)Q:對于石英晶體,品質(zhì)因數(shù)Q是很重要的一個(gè)參數(shù)。Q值越高,表示晶體損耗小,晶體工作穩(wěn)定。晶體的品質(zhì)因數(shù)通常都很高,在幾十萬甚至幾百萬以上。
DLD2:指晶體在不同激勵(lì)功率下的最大與最小諧振阻抗的差值。行業(yè)要求一般控制在8歐姆以下,其值越小越好。若DLD2的值過高,會(huì)出現(xiàn)時(shí)振時(shí)不振現(xiàn)象。
RLD2:指晶體在不同激勵(lì)功率下的最大諧振阻抗值,其最大值一般要求與晶體的ESR一致。
FDLD:指晶體在不同激勵(lì)功率下的最大與最小串聯(lián)諧振頻率的差值,其值越小越好。若FDLD的值過高,也會(huì)出現(xiàn)時(shí)振時(shí)不振現(xiàn)象。
SPDB:在指定頻率范圍內(nèi),用12.5Ω測試座測量時(shí),寄生振蕩相較于主振點(diǎn)之間振幅差值,單位用dB表示,其值越小越好。
SPFR:在指定頻率范圍內(nèi),寄生振蕩頻率,單位用PPM表示,其值越小越好。
SPUR:在指定頻率范圍內(nèi),量測出的最小寄生振蕩電阻,單位用Ω表示,其值越小越好
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