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晶振串聯電阻與晶振并聯電阻的作用

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ID:148006 發表于 2016-11-21 10:43 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
和晶振串聯的電阻常用來預防晶振被過分驅動。晶振過分驅動的后果是將逐漸損耗減少晶振的接觸電鍍,這將引起頻率的上升,并導致晶振的早期失效,又可以講drive level調整用。用來調整drive level和發振余裕度。晶振輸入輸出連接的電阻作用是產生負反饋,保證放大器工作在高增益的線性區,一般在M歐級,輸出端的電阻與負載電容組成網絡,提供180度相移,同時起到限流的作用,防止反向器輸出對晶振過驅動,損壞晶振。

電阻的作用是將電路內部的反向器加一個反饋回路,形成放大器,當晶體并在其中會使反饋回路的交流等效按照晶體頻率諧振,由于晶體的Q值非常高,因此電阻在很大的范圍變化都不會影響輸出頻率。過去,曾經試驗此電路的穩定性時,試過從100K~20M都可以正常啟振,但會影響脈寬比的。

Xin和Xout的內部一般是一個施密特反相器,反相器是不能驅動晶體震蕩的.因此,在反相器的兩端并聯一個電阻,由電阻完成將輸出的信號反向 180度反饋到輸入端形成負反饋,構成負反饋放大電路.晶體并在電阻上,電阻與晶體的等效阻抗是并聯關系,自己想一下是電阻大還是電阻小對晶體的阻抗影響小大?

下圖所示的一個晶振電路中,晶振串聯電阻與晶振并聯電阻的作用。
1-130203103224131.jpg
電路在其輸出端串接了一個2M歐姆的電阻,在其輸出端和輸入端之間接了一個10M歐姆的電阻,這是由于連接晶振的芯片端內部是一個線性運算放大器,將輸入進行反向180度輸出,晶振處的負載電容電阻組成的網絡提供另外180度的相移,整個環路的相移360度,滿足振蕩的相位條件,同時還要求閉環增益大于等于1,晶體才正常工作。

晶體的Q值非常高, 如何理解Q值高呢? 晶體的串聯等效阻抗是 Ze = Re + jXe, Re<< |jXe|, 晶體一般等效于一個Q很高很高的電感,相當于電感的導線電阻很小很小。Q一般達到10^-4量級。為了避免信號太強打壞晶體的。電阻一般比較大,一般是幾百K。串進去的電阻是用來限制振蕩幅度的,并進去的兩顆電容根據LZ的晶振為幾十MHZ一般是在20~30P左右,主要用與微調頻率和波形,并影響幅度,并進去的電阻就要看 IC   spec了,有的是用來反饋的,有的是為過EMI的對策 。可是轉化為 并聯等效阻抗后,Re越小,Rp就越大,這是有現成的公式的。晶體的等效Rp很大很大。外面并的電阻是并到這個Rp上的,于是,降低了Rp值 -----> 增大了Re -----> 降低了Q。
通過精確的分析還可以知道,對頻率也會有很小很小的影響。

最后凱越翔總結了晶振串聯電子和并聯電阻的四大作用:

1、電阻取值影響波形的脈寬。
2、并聯降低諧振阻抗,使諧振器易啟動;
3、配合IC內部電路組成負反饋、移相,使放大器工作在線性區;
4、限流防止諧振器被過驅;

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