格耶品牌SMD晶振如何構(gòu)建振蕩電路?成立至1964年的格耶電子,憑借著自身的努力,一直是頻率產(chǎn)品的領(lǐng)先制造商之一,壓電石英晶體,振蕩器和陶瓷諧振器.我們從我們的德國總部以及歐洲、亞洲和美國的其他地方。我們非常重視與客戶的密切合作從開發(fā)階段開始。這確保了我們從一開始就提供您所需要的東西。
我們將在整個項目中為您提供專業(yè)的設(shè)計支持。我們的全球服務(wù)包括個人咨詢和保證電路的驗證交付您從我們這里購買的組件。
我們的優(yōu)勢之一是在項目的整個生命周期中包括開發(fā)階段已經(jīng)提供的經(jīng)驗和技術(shù)。
另一個優(yōu)勢是通過我們的支持15年以上的長期項目長期交貨保證和生命周期管理.
例如,我們?nèi)匀粡囊婚_始就提供SMD晶振,如GEYER KX-C系列,從1992年的一個項目開始就提供。
我們希望詳細了解您的需求,并與您一起完成開發(fā)過程。在GEYER Electronic,我們位于慕尼黑附近Planegg的設(shè)計和測試中心擁有一支經(jīng)驗豐富的高性能團隊。
利用我們近60年的石英技術(shù)知識。
在設(shè)計新的電子電路時,設(shè)計工程師通常需要考慮晶體或振蕩器是否是合適的選擇:有多少空間?頻率穩(wěn)定性的要求是什么?費用是多少用于組件和開發(fā)電路的這一部分?通過使用晶體,設(shè)計工程師可以構(gòu)建任何振蕩電路。那么,為什么經(jīng)常使用現(xiàn)成的振蕩器呢
即使是在時鐘生成這樣的簡單應(yīng)用中?顯然,原因不僅在于所需的頻率穩(wěn)定性。安全的啟動條件以及任何所需環(huán)境條件的可靠性也將發(fā)揮作用。此外,晶體的使用需要一定的努力來使電路適應(yīng)晶體并確保可靠的啟動電路性能。
因此,建議少量使用,以節(jié)省設(shè)計成本并使用更昂貴的振蕩器,而不是水晶。通過使用振蕩器,不需要像晶體那樣的其他外部組件。這樣也可以節(jié)省空間在PCB上。振蕩器很容易獲得,例如尺寸為7x5mm SMD或更小(圖1)。手冊微控制器通常包含如何應(yīng)用外部振蕩器的信息。
通過無源晶體和分立元件構(gòu)建自己的振蕩電路對于更大的數(shù)量或如果IC不使用內(nèi)部振蕩器。可以選擇Pierce或Colpitts振蕩器。此外,還可以創(chuàng)建振蕩器通過反相器電路的適當(dāng)反饋(圖2)。
大多數(shù)微控制器已經(jīng)包含了時鐘電路的基本組件。為了完成電路對于Pierce或Colpitts振蕩器類型,只需要一個晶體和其他外部無源元件。應(yīng)用微控制器的手冊描述了必要的細節(jié)。為了最大限度地減少任何寄生效應(yīng),所有連接從微控制器到晶體電路應(yīng)保持盡可能短。
在40MHz及以上的頻率下,使用泛音晶體。這些泛音晶體需要一個特殊的過濾器電路,以便抑制基本模式。濾波電路由電容器和電感組成。如果過濾器省略,電路以其基本模式振蕩(例如:預(yù)期48MHz的第三泛音晶體,電路以16MHz振蕩)。帶有泛音晶體的振蕩器電路應(yīng)該非常謹慎地進行尺寸和測試。
如果微控制器配備皮爾斯振蕩器配置,晶體將連接到兩個電容器,如如圖所示。3(C1和C2)。對于4MHz以上的頻率,不需要額外的串聯(lián)電阻器,因為適當(dāng)?shù)拇?lián)電阻器通常將被包括在微控制器的逆變器級內(nèi)。此外,高歐姆電阻器集成在微控制器內(nèi),以調(diào)整直流工作電壓(圖3中為1MΩ)。CS1和CS2包括輸入以及微控制器的輸出電容以及由PCB上的導(dǎo)電路徑貢獻的其他電容。通過外部電容器C1使整個電路電容適合于晶體CL的指定負載電容和C2:
示例:提供CL=16pF。假設(shè)CS1=CS2=12pF,外部電容器可以被評估為C1=15pF和C2=27pF。應(yīng)考慮這些作為后續(xù)優(yōu)化的初始值。C1小于C2,以便提高電路的啟動性能。
如果頻率與晶體的實際諧振頻率匹配,則晶體電路處于最佳狀態(tài)。實際晶體在其指定負載電容下的諧振頻率可以在其測試記錄中找到。
應(yīng)在沒有來自探頭的任何反饋的情況下測量頻率。這通常可以通過測量在微控制器的另一個端口處的頻率。如果石英晶振晶體被電容器過載,則頻率較小比要求的要大(否則會更大)。
如上所述,具有皮爾斯振蕩器配置的微控制器可能需要外部串聯(lián)電阻器對于低于4MHz的頻率。串聯(lián)電阻器RV將有助于抑制不必要的泛音,并調(diào)整內(nèi)部振蕩器到外部pi電路,該電路由C1、C2和晶體組成。串聯(lián)電阻器RV可評估為如下:RV與電容器C2串聯(lián),因此起到低通濾波器的作用(圖2)。C2的值應(yīng)為假如通過選擇RV,截止頻率fT應(yīng)在基頻和第三泛音之間(方程式2和3)。格耶品牌SMD晶振如何構(gòu)建振蕩電路?
示例:提供晶體諧振頻率2MHz和C2=22pF。因此,fT=2 x 2MHz=4MHz,RV=1.8 kΩ
如果微控制器提供Colpitts振蕩器配置,則微控制器顯示如圖所示的電路。4.電容器C1和C2的選擇如等式(1)所述。
示例:提供CL=16pF。假設(shè)CS1=CS2=10pF,外部電容器可以被評估為C1=C2=22pF。如上所述,應(yīng)在沒有任何探針反饋的情況下測量頻率。
有時,微控制器的手冊只顯示了石英晶體諧振器的一個輸入。晶體和電容器接地,如圖所示。5.微控制器制造商的意圖是調(diào)整負載電容或確保晶體的直流絕緣(或兩者)。
一個可行的解決方案是選擇一個與指定負載大致相同的電容值晶體的電容(方程式4)。
C1 ≈ CL
示例:提供CL=16pF。用于優(yōu)化的合適的初始值是C1=16pF。該值應(yīng)通過免費反饋進行檢查和校正頻率測量。
為了檢查晶體是否能夠可靠地開始振蕩,可以手動將電阻器串聯(lián)焊接到晶體上。SMD電阻器最適合此測試。即使電阻值高出X倍,電路也應(yīng)振蕩大于晶體的最大指定諧振電阻。
晶體的最大指定諧振電阻可以在其數(shù)據(jù)表中找到。系數(shù)X應(yīng)為3到5在整個要求的溫度范圍內(nèi)。對于特殊應(yīng)用,更高的系數(shù)X是合適的。
示例:諧振電阻R1,最大值=100Ω。如果電路用于工業(yè)目的,則電路應(yīng)工作即使手動焊接的測試電阻器的值為300Ω至500Ω,也應(yīng)正確。
Mfr Part #
Mfr
Description
Series
Frequency
Frequency Stability
Frequency Tolerance
Load Capacitance
Operating Temperature
12.85519
Geyer晶振
CYSTAL 20.0MHZ 8PF SMD
KX-5T
20 MHz
±50ppm
±20ppm
8pF
-40°C ~ 85°C
12.89027
Geyer晶振
Crystal 25.0Mhz SMD KX-9A 16pF,
KX-9A
25 MHz
±30ppm
±30ppm
16pF
-20°C ~ 70°C
12.85539
Geyer晶振
CYSTAL 40.0MHZ 8PF SMD
KX-5T
48 MHz
±20ppm
±10ppm
12pF
-40°C ~ 85°C
12.88721
Geyer晶振
Crystal 16.0Mhz 12pF SMD
KX-7T
16 MHz
±30ppm
±30ppm
12pF
-20°C ~ 70°C
12.88667
Geyer晶振
Crystal 25.0Mhz SMD KX-7 12pF, 4
KX-7
25 MHz
±50ppm
±30ppm
12pF
-20°C ~ 70°C
12.85517
Geyer晶振
CYSTAL 54.0MHZ 8PF SMD
KX-5T
54 MHz
±100ppm
±30ppm
8pF
-40°C ~ 85°C
12.89017
Geyer晶振
Crystal 13.560Mhz SMD KX-9A 16pF
KX-9A
13.56 MHz
±50ppm
±30ppm
16pF
-20°C ~ 70°C
12.89082
Geyer晶振
Crystal 26.0Mhz SMD KX-9AT 16pF,
KX-9AT
26 MHz
±50ppm
±30ppm
16pF
-40°C ~ 85°C
12.60075
Geyer晶振
Cystal 30.0Mhz 8pF SMD
KX-7
30 MHz
±50ppm
±30ppm
8pF
-40°C ~ 125°C
12.89155
Geyer晶振
Crystal 32.0Mhz SMD KX-9AT 16pF,
KX-9AT
32 MHz
±30ppm
±30ppm
16pF
-40°C ~ 85°C
12.88522
Geyer晶振
Crystal 11.059200Mhz 12pF SMD
KX-7T
11.0592 MHz
±50ppm
±30ppm
12pF
-20°C ~ 70°C
12.88752
Geyer晶振
Crystal 10.0Mhz 12pF SMD
KX-7
10 MHz
±50ppm
±30ppm
12pF
-20°C ~ 70°C
12.85569
Geyer晶振
CYSTAL 27.120MHZ 8PF SMD
KX-5T
27.12 MHz
±15ppm
±10ppm
8pF
-40°C ~ 85°C
12.88565
Geyer晶振
Crystal 8.0Mhz 12pF SMD
KX-7E
8 MHz
±50ppm
±30ppm
12pF
-20°C ~ 70°C
12.85538
Geyer晶振
CYSTAL 24.5760MHZ 8PF SMD
KX-5T
24.576 MHz
±100ppm
±30ppm
8pF
-40°C ~ 85°C
12.86533
Geyer晶振
Cystal 26.0Mhz 10pF SMD
KX-6T
26 MHz
±100ppm
±30ppm
10pF
-40°C ~ 85°C
12.89209
Geyer晶振
Crystal 16.0Mhz SMD KX-9AE 20pF,
KX-9AE
16 MHz
±50ppm
±30ppm
20pF
-40°C ~ 105°C
12.8652
Geyer晶振
Cystal 27.0Mhz 10pF SMD
KX-6
27 MHz
±50ppm
±30ppm
10pF
-20°C ~ 70°C
12.86574
Geyer晶振
Crystal 27.0Mhz 8pF SMD
KX-6F
27 MHz
±150ppm
±30ppm
8pF
-40°C ~ 125°C
12.85541
Geyer晶振
CYSTAL 30.0MHZ 8PF SMD
KX-5
30 MHz
±30ppm
±30ppm
8pF
-20°C ~ 70°C
12.84818
Geyer晶振
Crystal 24.0MHz 8pF SMD
KX-4
24 MHz
±50ppm
±30ppm
8pF
-20°C ~ 70°C
12.86527
Geyer晶振
Cystal 20.0Mhz 10pF SMD
KX-6T
20 MHz
±15ppm
±10ppm
10pF
-40°C ~ 85°C
12.85534
Geyer晶振
CYSTAL 27.0MHZ 8PF SMD
KX-5T
27 MHz
±50ppm
±30ppm
8pF
-40°C ~ 85°C
12.86505
Geyer晶振
Cystal 26.0Mhz 10pF SMD
KX-6
26 MHz
±50ppm
±30ppm
10pF
-20°C ~ 70°C
12.60024
Geyer晶振
Cystal 27.0Mhz 12pF SMD
KX-7E
27 MHz
±100ppm
±30ppm
12pF
-40°C ~ 105°C
12.84803
Geyer晶振
Crystal 26.0MHz 8pF SMD
KX-4
26 MHz
±20ppm
±10ppm
8pF
-40°C ~ 85°C
12.85518
GEYER Crystal
CYSTAL 20.0MHZ 8PF SMD
KX-5E
20 MHz
±50ppm
±30ppm
8pF
-40°C ~ 105°C
12.8873
Geyer晶振
Crystal 26.0Mhz 12pF SMD
KX-7T
26 MHz
±50ppm
±30ppm
12pF
-40°C ~ 85°C
12.86556
Geyer晶振
Crystal 40.0Mhz 8pF SMD
KX-6T
40 MHz
±20ppm
±10ppm
8pF
-40°C ~ 85°C
12.88643
Geyer晶振
Crystal 14.3181800Mhz 12pF SMD
KX-7T
14.31818 MHz
±50ppm
±30ppm
12pF
-40°C ~ 85°C
12.86511
Geyer晶振
Crystal 18.4320Mhz 10pF SMD
KX-6
18.432 MHz
±50ppm
±30ppm
10pF
-20°C ~ 70°C
12.88523
Geyer晶振
Crystal 40.0Mhz 12pF SMD
KX-7F
40 MHz
±50ppm
±30ppm
12pF
-40°C ~ 125°C
12.89288
Geyer晶振
Crystal 24.5760Mhz SMD KX-9AT 20
KX-9AT
24.576 MHz
±30ppm
±20ppm
20pF
-40°C ~ 85°C
12.86536
Geyer晶振
Crystal 14.318180Mhz 10pF SMD
KX-6
14.31818 MHz
±50ppm
±30ppm
10pF
-20°C ~ 70°C
12.89029
Geyer晶振
Crystal 27.0Mhz SMD KX-9A 16pF,
KX-9A
27 MHz
±50ppm
±30ppm
16pF
-20°C ~ 70°C
12.88799
Geyer晶振
Crystal 12.0Mhz 10pF SMD
KX-7
12 MHz
±30ppm
±30ppm
10pF
-20°C ~ 70°C
12.8481
Geyer晶振
Crystal 48.0MHz 8pF SMD
KX-4
48 MHz
±50ppm
±30ppm
8pF
-40°C ~ 85°C
12.84814
Geyer晶振
Crystal 32.0MHz 8pF SMD
KX-4
32 MHz
±15ppm
±10ppm
8pF
-40°C ~ 85°C
12.88756
Geyer晶振
Crystal 10.0Mhz 12pF SMD
KX-7E
26 MHz
±50ppm
±10ppm
12pF
-40°C ~ 105°C
12.8556
Geyer晶振
CYSTAL 16.0MHZ 8PF SMD
KX-5T
16 MHz
±30ppm
±30ppm
8pF
-40°C ~ 85°C
12.86561
Geyer晶振
Crystal 40.0Mhz 10pF SMD
KX-6T
40 MHz
±20ppm
±10ppm
10pF
-40°C ~ 85°C
12.8877
Geyer晶振
Crystal 30.0Mhz 12pF SMD
KX-7T
30 MHz
±10ppm
±10ppm
12pF
-25°C ~ 80°C
12.86564
Geyer晶振
Crystal 14.318180Mhz 10pF SMD
KX-6T
14.31818 MHz
±100ppm
±30ppm
10pF
-40°C ~ 85°C
12.86592
Geyer晶振
Crystal 25.0Mhz SMD KX-6T 12pF,
KX-6T
25 MHz
±20ppm
±10ppm
12pF
-40°C ~ 85°C
12.87159
Geyer晶振
CRYSTAL 32.7680kHz 12.5pF SMD
KX-327NHT
32.768 kHz
-0.035ppm
±20ppm
12.5pF
-40°C ~ 85°C
12.87163
Geyer晶振
CRYSTAL 32.768KHZ 7PF SMD
KX-327RT
32.768 kHz
-0.036ppm
±20ppm
7pF
-40°C ~ 85°C
12.87151
Geyer晶振
CRYSTAL 32.7680kHz 9pF SMD
KX-327NHT
32.768 kHz
-0.035ppm
±30ppm
9pF
-40°C ~ 85°C
12.8717
Geyer晶振
CRYSTAL 32.7680KHZ 12.5PF SMD
KX-327FT
32.768 kHz
-
±20ppm
12.5pF
-40°C ~ 85°C
12.87148
Geyer晶振
CRYSTAL 32.7680KHZ 7PF SMD
KX-327NHT
32.768 kHz
-0.035ppm
±20ppm
7pF
-40°C ~ 85°C
12.87106
Geyer晶振
CRYSTAL 32.768KHZ 7PF SMD
KX-327XST
32.768 kHz
±20ppm
±20ppm
7pF
-40°C ~ 85°C
12.8716
Geyer晶振
CYSTAL 32.7680KHZ 12.5PF SMD
KX-327RT
32.768 kHz
±20ppm
±20ppm
12.5pF
-40°C ~ 85°C
12.87143
Geyer晶振
CRYSTAL 32.768KHz 9pF SMD
KX-327NHT
32.768 kHz
-0.035ppm
±20ppm
9pF
-40°C ~ 85°C
12.84801
Geyer晶振
Crystal 26.0MHz 8pF SMD
KX-4
26 MHz
±50ppm
±30ppm
8pF
-20°C ~ 70°C
12.8718
Geyer晶振
Crystal 32.7680kHz 9pF SMD
KX-327NHF
32.768 kHz
-0.03ppm
±20ppm
9pF
-40°C ~ 125°C
12.87147
Geyer晶振
CRYSTAL 32.768KHz 7pF SMD
KX-327NHT
32.768 kHz
-
±10ppm
7pF
-40°C ~ 85°C
12.87081
Geyer晶振
CRYSTAL 32.768KHZ 6PF SMD
KX-327NHT
32.768 kHz
-0.035ppm
±20ppm
6pF
-40°C ~ 85°C
12.87149
Geyer晶振
CRYSTAL 32.7680KHZ 9PF SMD
KX-327NHT
32.768 kHz
-0.035ppm
±20ppm
9pF
-40°C ~ 85°C
12.87156
Geyer晶振
CRYSTAL 32.768KHz 12.5pF SMD
KX-327NHT
32.768 kHz
-0.035ppm
±20ppm
12.5pF
-40°C ~ 85°C
12.87154
Geyer晶振
CRYSTAL 32.768KHz 12.5pF SMD
KX-327NHT
32.768 kHz
-0.035ppm
±20ppm
12.5pF
-40°C ~ 85°C
12.87174
Geyer晶振
CRYSTAL 32.768KHz 7pF SMD
KX-327FT
32.768 kHz
-0.036ppm
±20ppm
7pF
-40°C ~ 85°C
12.87114
Geyer晶振
Cystal 32.7680Khz 12.5pF SMD
KX-327ST
32.768 kHz
-0.034ppm, ±0.006ppm
±20ppm
12.5pF
-40°C ~ 85°C
12.8715
Geyer晶振
CRYSTAL 32.7680KHZ 12.5PF SMD
KX-327NHT
32.768 kHz
-0.035ppm
±20ppm
12.5pF
-40°C ~ 85°C
12.87181
Geyer晶振
CRYSTAL 32.7680KHZ 12.5PF SMD
KX-327NHF
32.768 kHz
-0.03ppm
±20ppm
12.5pF
-40°C ~ 125°C
12.60023
Geyer晶振
Cystal 48.0Mhz 12pF SMD
KX-7E
48 MHz
±50ppm
±30ppm
12pF
-40°C ~ 105°C
12.85559
Geyer晶振
CYSTAL 40.0MHZ 8PF SMD
KX-5
40 MHz
±50ppm
±30ppm
8pF
-20°C ~ 70°C
對于較小的數(shù)量,使用振蕩器而不是晶體更經(jīng)濟。振蕩器易于應(yīng)用提供可靠的操作。對于更大的數(shù)量,并且僅用作簡單的時鐘發(fā)生器時,晶體更比振蕩器合理。本文描述了如何評估所需的外部組件。此外提出了一種檢查啟動性能的簡單方法。
圖。1:SMD晶體振蕩器,尺寸為7 x 5mm。這種振蕩器的頻率范圍為1MHz至160MHz,電源電壓為1.8 V/2.5 V/3.0伏/3.3伏和5伏(GEYER Electronic)
圖。2:Pierce再生振蕩電路反相器和基模晶體。RGK是一種用于調(diào)節(jié)直流操作的高歐姆電阻器電壓
RV是一個用于抑制泛音的串聯(lián)電阻器頻率。C1和C2用于調(diào)整電容負載到指定負載電容水晶。RV、晶體、C1和C2提供相移.加上(放大)的180°相移逆變器,振蕩的必要條件可以是
實現(xiàn)。
圖。3:微控制器的典型外部電路皮爾斯振蕩器配置。
圖。4:微控制器的典型外部電路Colpitt振蕩器配置。
圖。5:如果微控制器手冊僅顯示一個晶體的一個輸入。