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。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、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,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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