晶振电路中选择电容的方式有哪些?

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内容提要

晶体振荡器分为无源晶振和有源晶振两种类型,选择合适的晶振可以提高系统稳定性和性能。有源晶振不需要DSP内部振荡器,信号质量好,连接简单,但价格高。晶振电路中的电容选择需根据晶振特性和制造厂商提供的数值。

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延伸解读

有源与无源晶振的选用考量

有源晶振信号质量好、连接简单,但价格较高且输出电平固定,灵活性差;无源晶振成本低,但需外部驱动电路,信号质量相对较差。在工控等对稳定性要求高的场合,建议直接使用有源晶振,以避免无源晶振起振带来的不确定性。

负载电容的选择与匹配

晶振的负载电容值是一个关键参数,选择与负载电容值相等的并联电容,才能得到标称的谐振频率。一般晶振的负载电容为15pF或12.5pF,考虑引脚等效输入电容后,两个22pF的电容是常见选择。实际配置时,C1、C2可各取20~15pF左右,并选用瓷片电容。

电容取值对起振与稳定的影响

在许可范围内,C1、C2值越低越好。C值偏大虽有利于振荡器稳定,但会增加起振时间。应使C2值大于C1值,以加快上电时的起振。此外,C2过大可能导致反馈电压过低而不稳定,C2过小则反馈电压过高,易受干扰。

判断与防止晶振过分驱动

过分驱动晶振会损耗接触电镀,导致频率上升。可用示波器检测OSC输出脚,若正弦波峰谷被削平成为方波,则说明被过分驱动。此时可串联电阻RS来防止,通过调节微调电阻从0慢慢调高,直到正弦波不再被削平,即可找到接近的RS值。

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Q&A

晶体振荡器有哪些类型?

晶体振荡器分为无源晶振和有源晶振两种类型。

选择晶振时需要考虑哪些因素?

选择晶振时需考虑晶振特性和制造厂商提供的数值,负载电容值的选择对晶振性能至关重要。

有源晶振与无源晶振有什么区别?

有源晶振集成了驱动电路,信号质量好且连接简单,但价格高;无源晶振依靠外部电路启动,信号质量较差。

如何选择晶振电路中的电容?

电容选择需根据晶振特性和制造厂商提供的数值,C1应小于C2,以加快晶振起振。

如何判断晶振是否被过分驱动?

可以用示波器检测OSC输出脚,若波形被削平则说明晶振被过分驱动,需要用电阻防止。

示波器在晶振电路中有什么作用?

示波器可用于观察振荡波形,以判断振荡器的工作状态,确保信号质量。

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