格耶品牌SMD晶振如何構建振蕩電路?成立至1964年的格耶電子,憑借著自身的努力,一直是頻率產品的領先制造商之一,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的設計支持。我們的全球服務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。
我們的優勢之一是在項目的整個生命周期中包括開發階段已經提供的經驗和技術。
另一個優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,我們仍然從一開始就提供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過程。在GEYER Electronic,我們位于慕尼黑附近Planegg的設計和測試中心擁有一支經驗豐富的高性能團隊。
利用我們近60年的石英技術知識。
在設計新的電子電路時,設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?頻率穩定性的要求是什么?費用是多少用于組件和開發電路的這一部分?通過無源晶體和分立元件構建自己的振蕩電路對于更大的數量或如果IC不使用內部振蕩器。可以選擇Pierce或Colpitts振蕩器。此外,還可以創建振蕩器通過反相器電路的適當反饋(圖2)。
大多數微控制器已經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。應用微控制器的手冊描述了必要的細節。為了最大限度地減少任何寄生效應,所有連接從微控制器到晶體電路應保持盡可能短。
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,不需要額外的串聯電阻器,因為適當的串聯電阻器通常將被包括在微控制器的逆變器級內。此外,高歐姆電阻器集成在微控制器內,以調整直流工作電壓(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CS1=CS2=12pF,外部電容器可以被評估為C1=15pF和C2=27pF。應考慮這些作為后續優化的初始值。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。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電阻器對于低于4MHz的頻率。串聯電阻器RV將有助于抑制不必要的泛音,并調整內部振蕩器到外部pi電路,該電路由C1、C2和晶體組成。串聯電阻器RV可評估為如下:RV與電容器C2串聯,因此起到低通濾波器的作用(圖2)。C2的值應為假如通過選擇RV,截止頻率fT應在基頻和第三泛音之間(方程式2和3)。格耶品牌SMD晶振如何構建振蕩電路?
領先同行瑞薩石英晶體振蕩器的電路,振蕩器是任何微控制器系統的核心,因此在設計中應給予適當的關注,以確保設計盡可能可靠。
我們都可以設計一個正常工作的振蕩器,但要在所有元件的容差范圍內設計一個能在生產中正常工作的振蕩器,卻需要一點努力。典型的瑞薩微控制器用戶手冊將提供一個或多個典型的振蕩器電路(通常由示例中使用的晶體或陶瓷諧振器的供應商推薦給瑞薩),以及等效振蕩器電路的簡單規格。
可靠振蕩所需的確切電路可能因OSC振蕩器而異,也可能受到電路板布局和環境條件的影響。在任何情況下,我們都強烈建議設計人員聯系所選的振蕩器供應商,向他們詢問適合其設計的推薦電路,并自行測試振蕩器,以確定所需的振蕩器電路參數。
對于許多應用,陶瓷諧振器可以提供良好的低成本解決方案;然而,如果需要更高的穩定性和更精確的定時,晶體提供了最佳的解決方案。然而,在低功率應用中,Q值較高的晶體啟動時間要慢得多。事實上,頻率越低,啟動時間越長;一個32千赫的晶體可能需要1 - 3秒啟動。
在許多微控制器中,需要仔細考慮晶體漂移和穩定性的影響,尤其是對于需要時鐘功能的應用;然而,振蕩器性能的知識可以允許在軟件中進行校正。
內部反相器的輸出通過外部有源晶振電路反饋到其輸入端,形成一個不穩定的反饋環路。當振蕩器的輸出延遲足以提供360°相位延遲時,穩定的振蕩得以持續。晶體與負載電容C1和C2一起提供了一個調諧電路,可以穩定振蕩頻率
Rf反饋電阻器-這在第一個逆變器周圍提供負反饋,并確保逆變器工作在其線性區域。這在晶體振蕩器中很少需要,但在使用陶瓷諧振器時經常需要,以確保振蕩器正確啟動。建議典型值在1MOhm范圍內。一些瑞薩微控制器有內部反饋電阻。
Rd -阻尼電阻–這是一個串聯電阻,旨在防止振蕩器過激勵。通常,如果C1和C2選擇正確,這不是必需的。該電阻有幾個作用:穩定反饋電路的相位,降低較高頻率下的環路增益;通過在逆變器輸出端放置Rd,輸出電阻增加,電流降低。Rd還與C2一起構成一個低通濾波器,可以大大減少不必要的振蕩模式。Rd的典型值在250 - 500歐姆范圍內
C1和C2 -負載電容-負載電容與晶體或諧振器一起提供180°的相位滯后,共同提供啟動和維持振蕩的能量。
晶體或陶瓷諧振器的工作會受到一系列環境效應的影響,例如溫度和濕度,以及電路參數,例如工作電壓。