1、晶振的根基道理 軟件配置模式 電源電壓要求 所接晶振 晶振接口內(nèi)部電容 匹配電容
石英晶體,有天然的也有人造的,是一種重要的壓電晶體質(zhì)料。石英晶體自己并非振蕩器,它只有借助于有源鼓勵(lì)和無(wú)源電抗網(wǎng)絡(luò)方可發(fā)生振蕩。什么是晶振?晶振浸染,晶振道理?晶振一般叫做晶體諧振器,是一種機(jī)電器件,是用電損耗很小的石英晶體經(jīng)緊密切割磨削并鍍上電極焊上引線(xiàn)做成。這種晶體有一個(gè)很重要的特性,假如給他通電,他就會(huì)產(chǎn)朝氣械振蕩,反之,假如給他機(jī)器力,他又會(huì)發(fā)生電,這種特性叫機(jī)電效應(yīng)。他們有一個(gè)很重要的特點(diǎn),其振蕩頻率與他們的形狀,質(zhì)料,切割偏向等密切相關(guān)。由于石英晶體化學(xué)機(jī)能很是不變,熱膨脹系數(shù)很是小,其振蕩頻率也很是不變,由于節(jié)制幾許尺寸可以做到很緊密,因此,其諧振頻率也很精確。
按照石英晶體的機(jī)電效應(yīng),我們可以把它等效為一個(gè)電磁振蕩回路,即諧振回路。他們的機(jī)電效應(yīng)是機(jī)-電-機(jī)-電....的不絕轉(zhuǎn)換,由電感和電容構(gòu)成的諧振回路是電場(chǎng)-磁場(chǎng)的不絕轉(zhuǎn)換。在電路中的應(yīng)用實(shí)際上是把它看成一個(gè)高Q值的電磁諧振回路。由于石英晶體的損耗很是小,即Q 值很是高,做振蕩器用時(shí),可以發(fā)生很是不變的振蕩,作濾波器用,可以得到很是不變和陡削的帶通或帶阻曲線(xiàn)。晶振模塊一般需要電源電流為10mA ~60mA。硅振蕩器的電源電流取決于其范例與成果,范疇可以從低頻(牢靠)器件的幾個(gè)微安到可編程器件的幾個(gè)毫安。一種低功率的硅振蕩器,如MAX7375,事情在4MHz時(shí)只需不到2mA的電流。在特定的應(yīng)用場(chǎng)所優(yōu)化時(shí)鐘源需要綜合思量以下一些因素:精度、本錢(qián)、功耗以及情況需求。
2、單片機(jī)晶振的兩個(gè)電容的浸染
這兩個(gè)電容叫晶振的負(fù)載電容,別離接在晶振的兩個(gè)腳上和對(duì)地的電容,一般在幾十皮發(fā)。它會(huì)影響到晶振的諧振頻率和輸出幅度,一般訂購(gòu)晶振時(shí)候供貨方會(huì)問(wèn)你負(fù)載電容是幾多。晶振的負(fù)載電容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C式中Cd,Cg為別離接在晶振的兩個(gè)腳上和對(duì)地的電容,Cic(集成電路內(nèi)部電容)+△C(PCB上電容)履歷值為3至5pf。各類(lèi)邏輯芯片的晶振引腳可以等效為電容三點(diǎn)式振蕩器。晶振引腳的內(nèi)部凡是是一個(gè)反相器, 可能是奇數(shù)個(gè)反相器串聯(lián)。在晶振輸出引腳 XO 和晶振輸入引腳 XI 之間用一個(gè)電阻毗連, 對(duì)付 CMOS 芯片凡是是數(shù)M到數(shù)十M歐之間. 許多芯片的引腳內(nèi)部已經(jīng)包括了這個(gè)電阻, 引腳外部就不消接了。這個(gè)電阻是為了使反相器在振蕩初始時(shí)處與線(xiàn)性狀態(tài), 反相器就如同一個(gè)有很大增益的放大器, 以便于起振. 石英晶體也毗連在晶振引腳的輸入和輸出之間, 等效為一個(gè)并聯(lián)諧振回路, 振蕩頻率應(yīng)該是石英晶體的并聯(lián)諧振頻率. 晶體旁邊的兩個(gè)電容接地, 實(shí)際上就是電容三點(diǎn)式電路的分壓電容, 接所在就是分壓點(diǎn). 以接所在即分壓點(diǎn)為參考點(diǎn), 振蕩引腳的輸入和輸出是反相的, 但從并聯(lián)諧振回路即石英晶體兩頭來(lái)看, 形成一個(gè)正反饋以擔(dān)保電路一連振蕩. 在芯片設(shè)計(jì)時(shí), 這兩個(gè)電容就已經(jīng)形成了, 一般是兩個(gè)的容量相等, 容量巨細(xì)依工藝和國(guó)界而差異, 但終歸是較量小, 不必然適合很寬的頻率范疇. 外接時(shí)約莫是數(shù)PF到數(shù)十 PF,依頻率和石英晶體的特性而定. 需要留意的是: 這兩個(gè)電容串聯(lián)的值是并聯(lián)在諧振回路上的, 會(huì)影響振蕩頻率. 當(dāng)兩個(gè)電容量相等時(shí), 反饋系數(shù)是 0.5, 一般是可以滿(mǎn)意振蕩條件的, 但假如不易起振或振蕩不不變可以減小輸入端對(duì)地電容量, 而增加輸出端的值以提高反饋量。
3、MSP430系列芯片晶振選型說(shuō)明
本陳訴把MSP430系列芯片分為兩個(gè)部門(mén),一個(gè)是高速晶振接口,另一個(gè)是低速晶振接口,在一般的環(huán)境下,高速晶振接口所能接的晶振,低速晶振接口也能接,可是低速晶振必需要通過(guò)適當(dāng)軟件的設(shè)置來(lái)使低速晶振接口能接高速晶振。每個(gè)接口都有相應(yīng)的電氣特性,在選擇晶振時(shí)就必需要按照所有芯片晶振接口的電氣特性來(lái)選擇相應(yīng)符合的晶振。MSP430系列芯片的低速晶振接口,電氣特性闡明,如下表所示:同時(shí)要留意MSP430系列芯片中的1系列的芯片的內(nèi)部電容是牢靠的,為12pF。
低頻模式0 1.8 V to 3.6 V 32768(Hz) 1(pF) 發(fā)起不過(guò)接電容
低頻模式1 1.8 V to 3.6 V 32768(Hz) 5(pF) 發(fā)起不過(guò)接電容
低頻模式2 1.8 V to 3.6 V 12000(Hz)1和4系列除外 8.5(pF) 發(fā)起不過(guò)接電容
低頻模式3 1.8 V to 3.6 V 外部時(shí)鐘如:有源晶振 11(pF) 發(fā)起不過(guò)接電容
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