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      晶振為什么要加電容_需要配多大電容

      2018年03月09日 15:55 網絡整理 作者: 用戶評論(0

        晶振是什么

        晶振一般叫做晶體諧振器,是一種機電器件,是用電損耗很小的石英晶體經精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成。這種晶體有一個很重要的特性,如果給他通電,他就會產生機械振蕩,反之,如果給他機械力,他又會產生電,這種特性叫機電效應。他們有一個很重要的特點,其振蕩頻率與他們的形狀,材料,切割方向等密切相關。由于石英晶體化學性能非常穩定,熱膨脹系數非常小,其振蕩頻率也非常穩定,由于控制幾何尺寸可以做到很精密,因此,其諧振頻率也很準確。

        晶振是石英振蕩器的簡稱,英文名為Crystal,它是時鐘電路中最重要的部件,它的作用是向顯卡、網卡、主板等配件的各部分提供基準頻率,它就像個標尺,工作頻率不穩定會造成相關設備工作頻率不穩定,自然容易出現問題。由于制造工藝不斷提高,現在晶振的頻率偏差、溫度穩定性、老化率、密封性等重要技術指標都很好,已不容易出現故障,但在選用時仍可留意一下晶振的質量。

        

        晶體振蕩器功能作用

        晶振在應用具體起到的作用,微控制器的時鐘源可以分為兩類:基于機械諧振器件的時鐘源,如晶振、陶瓷諧振槽路;RC(電阻、電容)振蕩器。一種是皮爾斯振蕩器配置,適用于晶振和陶瓷諧振槽路。另一種為簡單的分立RC振蕩器?;诰д衽c陶瓷諧振槽路的振蕩器通常能提供非常高的初始精度和較低的溫度系數。RC振蕩器能夠快速啟動,成本也比較低,但通常在整個溫度和工作電源電壓范圍內精度較差,會在標稱輸出頻率的5%至50%范圍內變化。但其性能受環境條件和電路元件選擇的影響。需認真對待振蕩器電路的元件選擇和線路板布局。在使用時,陶瓷諧振槽路和相應的負載電容必須根據特定的邏輯系列進行優化。具有高Q值的晶振對放大器的選擇并不敏感,但在過驅動時很容易產生頻率漂移(甚至可能損壞)。

        影響振蕩器工作的環境因素有:電磁干擾(EMI)、機械震動與沖擊、濕度和溫度。這些因素會增大輸出頻率的變化,增加不穩定性,并且在有些情況下,還會造成振蕩器停振。上述大部分問題都可以通過使用振蕩器模塊避免。這些模塊自帶振蕩器、提供低阻方波輸出,并且能夠在一定條件下保證運行。最常用的兩種類型是晶振模塊和集成RC振蕩器(硅振蕩器)。晶振模塊提供與分立晶振相同的精度。硅振蕩器的精度要比分立RC振蕩器高,多數情況下能夠提供與陶瓷諧振槽路相當的精度。

        選擇振蕩器時還需要考慮功耗。分立振蕩器的功耗主要由反饋放大器的電源電流以及電路內部的電容值所決定。CMOS放大器功耗與工作頻率成正比,可以表示為功率耗散電容值。比如,HC04反相器門電路的功率耗散電容值是90pF。在4MHz、5V電源下工作時,相當于1.8mA的電源電流。再加上20pF的晶振負載電容,整個電源電流為2.2mA。陶瓷諧振槽路一般具有較大的負載電容,相應地也需要更多的電流。相比之下,晶振模塊一般需要電源電流為10mA ~60mA。硅振蕩器的電源電流取決于其類型與功能,范圍可以從低頻(固定)器件的幾個微安到可編程器件的幾個毫安。一種低功率的硅振蕩器,如MAX7375,工作在4MHz時只需不到2mA的電流。在特定的應用場合優化時鐘源需要綜合考慮以下一些因素:精度、成本、功耗以及環境需求。

        

        晶體振蕩器應用

        1、通用晶體振蕩器,用于各種電路中,產生振蕩頻率。

        2、時鐘脈沖用石英晶體諧振器,與其它元件配合產生標準脈沖信號,廣泛用于數字電路中。

        3、微處理器用石英晶體諧振器。

        4、CTVVTR用石英晶體諧振器。

        5、鐘表用石英晶體振蕩器。

        

        晶振為什么要加電容

        1、為了要滿足諧振的條件。 具體講就是:晶體元件的負載電容是指在電路中跨接晶體兩端的總的外界有效電容。是指晶振要正常震蕩所需要的電容。一般外接電容,是為了使晶振兩端的等效電容等于或接近負載電容。不是所有晶體振蕩電路都需要匹配電容。是否需要由振蕩電路的形式決定,分析時需采用晶體的等效模型。

        2、接地:晶體旁邊的兩個電容接地, 實際上就是電容三點式電路的分壓電容, 接地點就是分壓點。 以接地點即分壓點為參考點, 振蕩引腳的輸入和輸出是反相的, 但從并聯諧振回路即石英晶體兩端來看, 形成一個正反饋以保證電路持續振蕩

        當然,你也可以這樣理解:

        晶振的標稱值在測試時有一個“負載電容”的條件,在工作時滿足這個條件,振蕩頻率才與標稱值一致,也就是說,只有連接合適的電容才能滿足晶振的起振要求,晶振才能正常工作。

        

        晶振需要配多大電容

        這要根據晶振的規格和電路中的因素來確定,同是16MHZ的晶體諧振器,其負載電容值有可能不一樣,如10PF,20PF負載電容值是在其生產加工過程中確定的,無法進行改變。購買晶振時應該能得到準確的規格書。

        晶振在電路中使用時,應滿足CL=C+CS.

        CL為規格書中晶振的負載電容值,C為電路中外接的電容值(一般由兩顆電容通過串并聯關系得到),CS為電路的分布電容,這和電路的設計,元器件分布等因素有關,值不確定,一般為3到5PF。

        所以根據以上公式就可以大概推算出應該使用的電容值,而且這一電容值可以使晶振工作在其標稱頻率附近。

        如:我用的430的單片機,8M晶振,配的是12pF的電容,其實容量的大小沒必要多準確,幾皮法到十幾皮法都可以的。

        估計都差不多,你看看芯片資料上應該有。

      非常好我支持^.^

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      ( 發表人:陳翠 )

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