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206晶振作用無(wú)源晶振工作原理

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206晶振作用無(wú)源晶振工作原理

詳細(xì)介紹

　　無(wú)源晶體與有源晶振的區(qū)別、應(yīng)用范圍及用法

　　1、無(wú)源晶體——無(wú)源晶體需要用 DSP 片內(nèi)的振蕩器，在 datasheet 上有建議的連接方法。無(wú)源晶體沒(méi)有電壓的問(wèn)題，信號(hào)電平是可變的，也就是說(shuō)是根據(jù)起振電路來(lái)決定的，同樣的晶體可以適用于多種電壓，可用于多種不同時(shí)鐘信號(hào)電壓要求的 DSP，而且價(jià)格通常也較低，因此對(duì)于一般的應(yīng)用如果條件許可建議用晶體，這尤其適合于產(chǎn)品線豐富批量大的生產(chǎn)者。無(wú)源晶體相對(duì)于晶振而言其缺陷是信號(hào)質(zhì)量較差，通常需要匹配電路(用于信號(hào)匹配的電容、電感、電阻等)，更換不同頻率的晶體時(shí)周邊配置電路需要做相應(yīng)的調(diào)整。建議采用精度較高的石英晶體，盡可能不要采用精度低的陶瓷警惕。

　　2、有源晶振——有源晶振不需要 DSP 的內(nèi)部振蕩器，信號(hào)質(zhì)量好，比較穩(wěn)定，而且連接方式相對(duì)簡(jiǎn)單(主要是做好電源濾波，通常使用一個(gè)電容和電感構(gòu)成的 PI 型濾波網(wǎng)絡(luò)，輸出端用一個(gè)小阻值的電阻過(guò)濾信號(hào)即可)，不需要復(fù)雜的配置電路。有源晶振通常的用法：一腳懸空，二腳接地，三腳接輸出，四腳接電壓。相對(duì)于無(wú)源晶體，有源晶振的缺陷是其信號(hào)電平是固定的，需要選擇好合適輸出電平，靈活性較差，而且價(jià)格高。對(duì)于時(shí)序要求敏感的應(yīng)用，個(gè)人認(rèn)為還是有源的晶振好，因?yàn)榭梢赃x用比較精密的晶振，甚至是的溫度補(bǔ)償晶振。有些 DSP 內(nèi)部沒(méi)有起振電路，只能使用有源的晶振，如 TI 的 6000 系列等。有源晶振相比于無(wú)源晶體通常體積較大，但現(xiàn)在許多有源晶振是表貼的，體積和晶體相當(dāng)，有的甚至比許多晶體還要小。

　　石英晶體振蕩器

　?、胖苯友a(bǔ)償型直接補(bǔ)償型TCXO是由熱敏電阻和阻容元件組成的溫度補(bǔ)償電路，在振蕩器中與石英晶體振子串聯(lián)而成的。在溫度變化時(shí)，熱敏電阻的阻值和晶體等效串聯(lián)電容容值相應(yīng)變化，從而抵消或削減振蕩頻率的溫度漂移。該補(bǔ)償方式電路簡(jiǎn)單，成本較低，節(jié)省印制電路板(PCB)尺寸和空間，適用于小型和低壓小電流場(chǎng)合。但當(dāng)要求晶體振蕩器精度小于±1pmm時(shí)，直接補(bǔ)償方式并不是很適宜。

　?、崎g接補(bǔ)償型間接補(bǔ)償型又分模擬式和數(shù)字式兩種類型。模擬式間接溫度補(bǔ)償是利用熱敏電阻等溫度傳感元件組成溫度-電壓變換電路，并將該電壓施加到一支與晶體振子相串接的變?nèi)荻O管上，通過(guò)晶體振子串聯(lián)電容量的變化，對(duì)晶體振子的非線性頻率漂移進(jìn)行補(bǔ)償。該補(bǔ)償方式能實(shí)現(xiàn)±0.5ppm的高精度。數(shù)字化間接溫度補(bǔ)償是在模擬式補(bǔ)償電路中的溫度—電壓變換電路之后再加一級(jí)模/數(shù)(A/D)變換器，將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。該法可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溫度補(bǔ)償，使晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度非常高，但具體的補(bǔ)償電路比較復(fù)雜，成本也較高，只適用于基地站和廣播電臺(tái)等要求高精度化的情況

　　Cspan40 晶振不起振的現(xiàn)象及解決方法

　　現(xiàn)象：

　　連接電腦后，能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)備。(Cspan40，COM)，但是打了個(gè)嘆號(hào)。提示“由于 Windows 無(wú)法加載這個(gè)設(shè)備所需的驅(qū)動(dòng)程序，導(dǎo)致這個(gè)設(shè)備工作異常。(代碼 31)"

　　用示波器觀察，發(fā)現(xiàn)晶體沒(méi)有起振。

　　排查過(guò)程：

　　1、先更換晶體;不行

　　2、然后對(duì)照數(shù)據(jù)手冊(cè)檢查原理圖，發(fā)現(xiàn) V3 引腳應(yīng)該接 0.01uF 電容，而我用了 0.1uF，換，發(fā)現(xiàn)還是不行。

　　3、更換芯片，不行。

　　4、更換 USB 線，不行。

　　5、后來(lái)在 BBS 上也有晶體不起振的情況，具體是上電瞬間晶體起振，稍后即為高電平。

　　用示波器測(cè)發(fā)現(xiàn)我的也是。但是他那個(gè)是因?yàn)樾盘?hào)線 D D- 沒(méi)有加屏蔽導(dǎo)致。雖然沒(méi)解決問(wèn)題，但既有啟示也有進(jìn)展。

　　此外還得到另外一個(gè)信息，如果 Cspan40 和電腦通信異常，那么芯片會(huì)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，此時(shí)晶體是不起振的。也就是說(shuō)晶體不起振未必是設(shè)備硬件的問(wèn)題。還和上位機(jī)有關(guān)。

　　晶振有幾個(gè)重要參數(shù)：

　　1.晶體元件規(guī)格書(shū)中所的頻率，也是工程師在電路設(shè)計(jì)和元件選購(gòu)時(shí)首要關(guān)注的參數(shù)。晶振常用標(biāo)稱頻率在1～200MHz之間，比如32768Hz、8MHz、12MHz、24MHz、125MHz等，更高的輸出頻率也常用PLL(鎖相環(huán))將低頻進(jìn)行倍頻至1GHz以上。我們稱之為標(biāo)稱頻率。

　　2.輸出信號(hào)的頻率不可避免會(huì)有一定的偏差，我們用頻率誤差(Frequency Tolerance)或頻率穩(wěn)定度(Frequency Stability)，用單位ppm來(lái)表示，即百萬(wàn)分之一(parts per million)(1/106)，是相對(duì)標(biāo)稱頻率的變化量，此值越小表示精度越高。比如，12MHz晶振偏差為±20ppm，表示它的頻率偏差為12×20Hz=±240Hz，即頻率范圍是(～Hz)

　　3.還有一個(gè)溫度頻差(Frequency Stability vs Temp)表示在特定溫度范圍內(nèi)，工作頻率相對(duì)于基準(zhǔn)溫度時(shí)工作頻率的允許偏離，它的單位也是ppm。

　　4.另外，負(fù)載電容CL(Load capacitance)，它是電路中跨接晶體兩端的總的有效電容(不是晶振外接的匹配電容)，主要影響負(fù)載諧振頻率和等效負(fù)載諧振電阻，與晶體一起決定振蕩器電路的工作頻率，通過(guò)調(diào)整負(fù)載電容，就可以將振蕩器的工作頻率微調(diào)到標(biāo)稱值。更準(zhǔn)確而言，無(wú)源晶體的負(fù)載電容是一項(xiàng)非常重要的參數(shù)，因?yàn)闊o(wú)源晶體屬于被動(dòng)元器件，所謂的被動(dòng)元器件即是自身不能工作，需要外部元器件協(xié)助工作。

關(guān)鍵詞：振蕩器石英晶體振蕩器電路板晶體振蕩器芯片

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