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如何選擇晶體振蕩器電路中的電容?

2022-01-18 15:48:15  責任編輯:東莞市銳訊電子科技有限公司 0

    電容Capacitance,也稱為“電容量”,是指在給定電位差下的電荷存儲,記錄為C,國際單位為法拉(f)。一般來說,電荷在電場中受力移動。當導體之間存在介質時,會阻礙電荷移動,使電荷在導體上累積,從而導致電荷的累積存儲。儲存的電荷量稱為電容。電容是保持電場的能力。任何靜電場都是由許多電容器組成的。如果有靜電場,就有電容。電容用靜電場來描述。 


2.晶振電容選擇的幾大標準

(1)在容許范圍內,C1,C2值越低越好。

(2)C值偏大雖有利于振蕩器的安穩,但將會增加起振時間。

(3)應使C2值大于C1值,這么可使上電時,加快晶振起振。

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3.晶振電路中如何選擇電容C1C2

(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值選擇外部元器件。

(2)在許可范圍內,C1,C2值越低越好。C值偏大雖有利于振蕩器的穩定,但將會增加起振時間。

(3)應使C2值大于C1值,這樣可使上電時,加快晶振起振。

在石英晶體諧振器和陶瓷諧振器的應用中,需要注意負載電容的選擇。不同廠家生產的石英晶體諧振器和陶瓷諧振器的特性和品質都存在較大差異,在選用時,要了解該型號振蕩器的關鍵指標,如等效電阻,廠家建議負載電容,頻率偏差等。在實際電路中,也可以通過示波器觀察振蕩波形來判斷振蕩器是否工作在最佳狀態。示波器在觀察振蕩波形時,觀察OSCO管腳(Oscillator output),應選擇100MHz帶寬以上的示波器探頭,這種探頭的輸入阻抗高,容抗小,對振蕩波形相對影響小。


(由于探頭上一般存在10~20pF的電容,所以觀測時,適當減小在OSCO管腳的電容可以獲得更接近實際的振蕩波形)。工作良好的振蕩波形應該是一個漂亮的正弦波,峰峰值應該大于電源電壓的70%。若峰峰值小于70%,可適當減小OSCI及OSCO管腳上的外接負載電容。反之,若峰峰值接近電源電壓且振蕩波形發生畸變,則可適當增加負載電容。用示波器檢測OSCI(Oscillator input)管腳,容易導致振蕩器停振,原因是:部分的探頭阻抗小不可以直接測試,可以用串電容的方法來進行測試。

如常用的4MHz石英晶體諧振器,通常廠家建議的外接負載電容為10~30pF左右。若取中心值15pF,則C1,C2各取30pF可得到其串聯等效電容值15pF。同時考慮到還另外存在的電路板分布電容,芯片管腳電容,晶體自身寄生電容等都會影響總電容值,故實際配置C1,C2時,可各取20~15pF左右。并且C1,C2使用瓷片電容為佳。

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4.選擇晶振電容的注意事項

(1)在選用時,需要了解該類型振蕩器的要害方針,例如等效電阻。

(2)但是在實習電路中,也能夠通過示波器查詢振蕩波形來判別振蕩器是不是作業在最佳情況。

(3)當然在示波器查詢振蕩波形時,所查詢的OSCO管腳(Oscillator output),應選擇100MHz帶寬以上的示波器探頭,這種探頭的輸入阻抗高,容抗小,對振蕩波形相對影響小。

(4)由于探頭上通常存在10~20pF的電容,所以觀測時,恰當減小在OSCO管腳的電容能夠取得更靠近實習的振蕩波形。


5.如何判斷電路中的晶振是否過驅動 

電阻器RS通常用于防止晶振被過度驅動。過驅動晶體振蕩器會逐漸減少晶體振蕩器接觸鍍層的損耗,從而導致頻率的增加。示波器可用于檢測OSC輸出引腳。如果檢測到非常清晰的正弦波,且正弦波的上限和下限滿足時鐘輸入的需要,則晶體振蕩器不會過度驅動;相反,如果正弦波形的波峰和波谷變平以使波形呈方形,則晶體振蕩器被過度驅動。此時,需要電阻Rs來防止晶體振蕩器被過度驅動。判斷電阻Rs值的最簡單方法是串聯一個5K或10K微調電阻,然后從0開始緩慢增加,直到正弦波不再平坦。這樣,可以找到最接近的電阻Rs值。 



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