一般的單片機(jī)晶震旁邊會(huì)有2個(gè)起振電容,它們起到什么作用?我們?cè)撊绾芜x擇這個(gè)起振電容參數(shù)呢?
晶振電路中為什么要使用起振電容?只有在外部所接電容為匹配電容的情況下,振蕩頻率才能保證在標(biāo)稱頻率附近的誤差范圍內(nèi)。從原理上講直接將晶振接到單片機(jī)上,單片機(jī)就可以工作。但這樣構(gòu)成的振蕩電路中會(huì)產(chǎn)生偕波(也就是不希望存在的其他頻率的波),這個(gè)波對(duì)電路的影響不大,但會(huì)降低電路的時(shí)鐘振蕩器的穩(wěn)定性. 為了電路的穩(wěn)定性起見(jiàn),建議在晶振的兩引腳處接入兩個(gè)瓷片電容接地來(lái)削減偕波對(duì)電路的穩(wěn)定性的影響,所以晶振必須配有起振電容,但電容的具體大小沒(méi)有什么普遍意義上的計(jì)算公式,不同芯片的要求不同。這里提示兩點(diǎn):
(1):因?yàn)槊恳环N晶振都有各自的特性,所以優(yōu)秀按制造廠商所提供的數(shù)值選擇外部元器件。
(2):在許可范圍內(nèi),C1,C2值越低越好。C值偏大雖有利于振蕩器的穩(wěn)定,但將會(huì)增加起振時(shí)間,比較常用的為15p-30p之間。優(yōu)秀按照所提供的數(shù)據(jù)來(lái),如果沒(méi)有晶振起振,一般是30pF左右。太小了不容易起振。如何選擇有源晶振和無(wú)源晶振起振電容呢?
晶振在電氣上可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò),電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn),以頻率的高低分其中較低的頻率為串聯(lián)諧振,較高的頻率為并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏?,在這個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi),晶振等效為一個(gè)電感,所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路晶振起振,由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄,所以即使其他元件的參數(shù)變化很大,這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變化。晶振有一個(gè)重要的參數(shù),那就是負(fù)載電容值,選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容,就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻率。一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)反相放大器(注意是放大器不是反相器)的兩端接入晶振,再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端,每個(gè)電容的另一端再接到地,這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容,請(qǐng)注意一般IC的引腳都有等效輸入電容,這個(gè)不能忽略。在某些情況下,也可以通過(guò)調(diào)整這兩個(gè)電容的大小來(lái)微調(diào)振蕩頻率,當(dāng)然可調(diào)范圍一般在10ppm量級(jí)。
串電阻是降低驅(qū)動(dòng)功率,避免過(guò)激勵(lì),并電阻是為了幫助起振,串的電阻一般都是百歐姆級(jí),并的一般都上M,很懷疑樓主這個(gè)電路是否能正常工作。
選型提示:
1、一般的晶振的負(fù)載電容為15p或12.5p,如果再考慮元件引腳的等效輸入電容,則兩個(gè)22p的電容構(gòu)成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。
2、因?yàn)槊恳环N晶振都有各自的特性,所以優(yōu)秀按制造廠商所提供的數(shù)值選擇外部元器件。
3、在許可范圍內(nèi),電容C1,C2值越低越好。C值偏大雖有利于振蕩器的穩(wěn)定,但將會(huì)增加起振時(shí)間。
4、應(yīng)使C2值大于C1值,這樣可使上電時(shí),加快晶振起振。
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