设计晶振时需注意的事项
来源：http://www.kangbidz.com 作者：kangbidz 2012年11月22
1.使晶振、外部电容器（如果有）与IC之间的信号线尽可能保持最短。当非常低的电流通过IC晶振振荡器时，如果线路太长，会使它对EMC 、ESD与串扰产生非常敏感的影响。而且长线路还会给振荡器增加寄生电容。
2. 尽可能将其它时钟线路与频繁切换的信号线路布置在远离晶振连接的位置。
3.当心晶振和地的走线
4.将晶振外壳接地
如果实际的负载电容配置不当,第一会引起线路参考频率的误差.另外如在发射接收路上会使晶振的振荡幅度下降(不在峰点),影响混频信号的信号强度与信噪.
当波形出现削峰,畸变时,可增加负载电阻调整(几十K到几百K).要稳定波形是并联一个1M左右的反馈电阻.
“晶振的这两个匹配电容的主要作用是对晶体和振荡电路的补偿和匹配，使电路易于启振并处于合理的激励态下，同时对振荡频率也有一定的“微调”作用。贴片晶振的过激励或欠激励虽可工作，但前者使晶振容易老化，影响使用寿命，并导致振荡电路的EMC特性变劣；而后者则导致晶振不易启振，工作较难稳定。所以电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度及温度稳定性等。供参考。” “如果你说的晶振是芯片两个引脚上跨接一个石英晶体的那种电路,在芯片内部那两个引脚之间,实际上是一个反相器.这种电路是一个电容三点式振荡器,石英晶体等效于并联LC谐振器.两个引脚到地的两个电容就是电容三点电路的分压电容,地线就是分压点.所以这两个电容的比例形成电容三点式振荡器的正反馈系数,即振荡条件.因为芯片引脚本身到地有一个10到几十PF的分布电容,外接的电容是并联相加在这个分布电容上的, 所以你少接一个或两个电容都不接并不等于没有电容分压,尤其在振荡频率较高时,10 PF的分布电容可能已经是或接近够用的了.芯片厂家并不知道你用的频率,所以一般都说明要接两个电容到地,但有时也专门设计内部对地电容,减小外接电容的值以至可以不接.同时正如一些网友指出这些电容是并联在石英晶体上的,可以微调和影响振荡的频率。”
晶体具有两种谐振模式：串联(两个频率中的低频率)和并联(反谐振，两个频率中的高频率)。所有在振荡电路中呈现纯阻性时的晶体都表现出两种谐振模式。在串联谐振模式中，动态电容的容抗Cm、感抗Lm相等且极性相反，阻抗最小。在反谐振点。阻抗却是最大的，电流是最小的。在振荡器应用中不使用反谐振点。
通过添加外部元件(通常是电容)，石英晶体可振荡在串联与反谐振频率之间的任何频率上。在晶体工业中，这就是并联频率或者并联模式。这个频率高于串联谐振频率低于晶体真正的并联谐振频率(反谐振点)。图2给出了典型的晶体阻抗与频率关系的特性图。
作者—康比电子
2. 尽可能将其它时钟线路与频繁切换的信号线路布置在远离晶振连接的位置。
3.当心晶振和地的走线
4.将晶振外壳接地
如果实际的负载电容配置不当,第一会引起线路参考频率的误差.另外如在发射接收路上会使晶振的振荡幅度下降(不在峰点),影响混频信号的信号强度与信噪.
当波形出现削峰,畸变时,可增加负载电阻调整(几十K到几百K).要稳定波形是并联一个1M左右的反馈电阻.
“晶振的这两个匹配电容的主要作用是对晶体和振荡电路的补偿和匹配，使电路易于启振并处于合理的激励态下，同时对振荡频率也有一定的“微调”作用。贴片晶振的过激励或欠激励虽可工作，但前者使晶振容易老化，影响使用寿命，并导致振荡电路的EMC特性变劣；而后者则导致晶振不易启振，工作较难稳定。所以电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度及温度稳定性等。供参考。” “如果你说的晶振是芯片两个引脚上跨接一个石英晶体的那种电路,在芯片内部那两个引脚之间,实际上是一个反相器.这种电路是一个电容三点式振荡器,石英晶体等效于并联LC谐振器.两个引脚到地的两个电容就是电容三点电路的分压电容,地线就是分压点.所以这两个电容的比例形成电容三点式振荡器的正反馈系数,即振荡条件.因为芯片引脚本身到地有一个10到几十PF的分布电容,外接的电容是并联相加在这个分布电容上的, 所以你少接一个或两个电容都不接并不等于没有电容分压,尤其在振荡频率较高时,10 PF的分布电容可能已经是或接近够用的了.芯片厂家并不知道你用的频率,所以一般都说明要接两个电容到地,但有时也专门设计内部对地电容,减小外接电容的值以至可以不接.同时正如一些网友指出这些电容是并联在石英晶体上的,可以微调和影响振荡的频率。”
晶体具有两种谐振模式：串联(两个频率中的低频率)和并联(反谐振，两个频率中的高频率)。所有在振荡电路中呈现纯阻性时的晶体都表现出两种谐振模式。在串联谐振模式中，动态电容的容抗Cm、感抗Lm相等且极性相反，阻抗最小。在反谐振点。阻抗却是最大的，电流是最小的。在振荡器应用中不使用反谐振点。
通过添加外部元件(通常是电容)，石英晶体可振荡在串联与反谐振频率之间的任何频率上。在晶体工业中，这就是并联频率或者并联模式。这个频率高于串联谐振频率低于晶体真正的并联谐振频率(反谐振点)。图2给出了典型的晶体阻抗与频率关系的特性图。
作者—康比电子
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此文关键字： 晶振设计 晶振技术
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