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[新聞資訊]領(lǐng)先同行瑞薩石英晶體振蕩器的電路2023年09月21日 14:05

領(lǐng)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(tǒng)的核心，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)給予適當(dāng)?shù)年P(guān)注，以確保設(shè)計(jì)盡可能可靠。

我們都可以設(shè)計(jì)一個(gè)正常工作的振蕩器，但要在所有元件的容差范圍內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)能在生產(chǎn)中正常工作的振蕩器，卻需要一點(diǎn)努力。典型的瑞薩微控制器用戶手冊將提供一個(gè)或多個(gè)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(yīng)商推薦給瑞薩)，以及等效振蕩器電路的簡單規(guī)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(huán)境條件的影響。在任何情況下，我們都強(qiáng)烈建議設(shè)計(jì)人員聯(lián)系所選的振蕩器供應(yīng)商，向他們詢問適合其設(shè)計(jì)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(shù)。

對(duì)于許多應(yīng)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(wěn)定性和更精確的定時(shí)，晶體提供了最佳的解決方案。然而，在低功率應(yīng)用中，Q值較高的晶體啟動(dòng)時(shí)間要慢得多。事實(shí)上，頻率越低，啟動(dòng)時(shí)間越長；一個(gè)32千赫的晶體可能需要1 - 3秒啟動(dòng)。

在許多微控制器中，需要仔細(xì)考慮晶體漂移和穩(wěn)定性的影響，尤其是對(duì)于需要時(shí)鐘功能的應(yīng)用；然而，振蕩器性能的知識(shí)可以允許在軟件中進(jìn)行校正。

瑞薩微控制器上最常用的振蕩器設(shè)計(jì)是皮爾斯振蕩器，如下所示。

內(nèi)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(gè)不穩(wěn)定的反饋環(huán)路。當(dāng)振蕩器的輸出延遲足以提供360°相位延遲時(shí)，穩(wěn)定的振蕩得以持續(xù)。晶體與負(fù)載電容C1和C2一起提供了一個(gè)調(diào)諧電路，可以穩(wěn)定振蕩頻率

Rf反饋電阻器-這在第一個(gè)逆變器周圍提供負(fù)反饋，并確保逆變器工作在其線性區(qū)域。這在晶體振蕩器中很少需要，但在使用陶瓷諧振器時(shí)經(jīng)常需要，以確保振蕩器正確啟動(dòng)。建議典型值在1MOhm范圍內(nèi)。一些瑞薩微控制器有內(nèi)部反饋電阻。

Rd -阻尼電阻–這是一個(gè)串聯(lián)電阻，旨在防止振蕩器過激勵(lì)。通常，如果C1和C2選擇正確，這不是必需的。該電阻有幾個(gè)作用:穩(wěn)定反饋電路的相位，降低較高頻率下的環(huán)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(gòu)成一個(gè)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(nèi)

C1和C2 -負(fù)載電容-負(fù)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(dòng)和維持振蕩的能量。

晶體或陶瓷諧振器的工作會(huì)受到一系列環(huán)境效應(yīng)的影響，例如溫度和濕度，以及電路參數(shù)，例如工作電壓。

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