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[其他] 晶振串并联电阻的作用

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发表于 2013-11-7 19:10:25 | 显示全部楼层 |阅读模式


一份电路在其输出端串接了一个 22K 的电阻,在其输出端和输入端之间接了一个 10M 的电
阻,这是由于连接晶振的芯片端内部是一个线性运算放大器,将输入进行反向 180 度输出,
晶振处的负载电容电阻组成的网络提供另外 180 度的相移,整个环路的相移 360 度,满足振
荡的相位条件,同时还要求闭环增益大于等于 1,晶体才正常工作。

晶振输入输出连接的电阻作用是产生负反馈,保证放大器工作在高增益的线性区,一般在 M
欧级,输出端的电阻与负载电容组成网络,提供 180 度相移,同时起到限流的作用,防止反
向器输出对晶振过驱动,损坏晶振。

和晶振串联的电阻常用来预防晶振被过分驱动。晶振过分驱动的后果是将逐渐损耗减少晶振
的接触电镀,这将引起频率的上升,并导致晶振的早期失效,又可以讲 drive  level 调整用。
用来调整 drive level 和发振余裕度。

Xin 和 Xout 的内部一般是一个施密特反相器,反相器是不能驱动晶体震荡的.因此,在反相器的
两端并联一个电阻,由电阻完成将输出的信号反向  180 度反馈到输入端形成负反馈,构成负
反馈放大电路.晶体并在电阻上,电阻与晶体的等效阻抗是并联关系,自己想一下是电阻大还
是电阻小对晶体的阻抗影响小大?

电阻的作用是将电路内部的反向器加一个反馈回路,形成放大器,当晶体并在其中会使反馈
回路的交流等效按照晶体频率谐振,由于晶体的 Q 值非常高,因此电阻在很大的范围变化
都不会影响输出频率。过去,曾经试验此电路的稳定性时,试过从 100K~20M 都可以正常
启振,但会影响脉宽比的。

晶体的 Q 值非常高, Q 值是什么意思呢?  晶体的串联等效阻抗是  Ze = Re + jXe, Re<< |jXe|,
晶体一般等效于一个 Q 很高很高的电感,相当于电感的导线电阻很小很小。Q 一般达到 10^-4
量级。

避免信号太强打坏晶体的。电阻一般比较大,一般是几百 K。

串进去的电阻是用来限制振荡幅度的,并进去的两颗电容根据 LZ 的晶振为几十 MHZ 一般是
在 20~30P 左右,主要用与微调频率和波形,并影响幅度,并进去的电阻就要看  IC    spec 了,
有的是用来反馈的,有的是为过 EMI 的对策   

可是转化为  并联等效阻抗后,Re 越小,Rp 就越大,这是有现成的公式的。晶体的等效 Rp
很大很大。外面并的电阻是并到这个 Rp 上的,于是,降低了 Rp 值  ----->  增大了 Re -----> 降低了 Q

精确的分析还可以知道,对频率也会有很小很小的影响。

总结并联电阻的四大作用:

1、配合 IC 内部电路组成负反馈、移相,使放大器工作在线性区;
2、限流防止谐振器被过驱;   
3、并联降低谐振阻抗,使谐振器易启动;
4、电阻取值影响波形的脉宽。

请问单片机晶震旁的 2 个电容有什么要求吗?

这个是晶体的匹配电容,只有在外部所接电容为匹配电容的情况下,
振荡频率才能保证在标称频率附近的误差范围内。

最好按照所提供的数据来,如果没有,一般是 30pF 左右。太小了不容易
起振。

在某些情况下,也可以通过调整这两个电容的大小来微调振荡频率,当然
可调范围一般在 10ppm 量级。
串电阻是降低驱动功率,避免过激励,并电阻是为了帮助起振,串的电阻一般都是百欧姆级,
并的一般都上 M,很怀疑楼主这个电路是否能正常工作。

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发表于 2013-11-17 22:40:39 | 显示全部楼层
在路上 发表于 2013-11-17 22:29
我看好多在卖的板子的原理图都没有在晶振上串并联电阻啊,所以我不是很明白为什么要在它上面串并联电阻,不 ...

总结并联电阻的四大作用:

1、配合 IC 内部电路组成负反馈、移相,使放大器工作在线性区;
2、限流防止谐振器被过驱;   
3、并联降低谐振阻抗,使谐振器易启动;
4、电阻取值影响波形的脉宽。


如果你做过板子,你会发现 无源晶振 很容易不起振的。
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 楼主| 发表于 2013-11-7 19:11:15 | 显示全部楼层

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发表于 2013-11-9 23:50:37 | 显示全部楼层
长姿势了
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发表于 2013-11-13 15:59:04 | 显示全部楼层
帮你顶下哈!!
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发表于 2013-11-17 22:29:13 | 显示全部楼层
我看好多在卖的板子的原理图都没有在晶振上串并联电阻啊,所以我不是很明白为什么要在它上面串并联电阻,不加是不是更省事呢?
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