走進(jìn)晶振的世界,晶振電路中如何抉擇電容?
晶振的使用屢見不鮮,往期文章中,小編對晶振也有所介紹,如晶振電路、石英晶振的講解。本文中,小編將介紹在晶振電路中如何選擇C1C2電容。如果你對本文內(nèi)容具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
1.電容簡介
電容(Capacitance)亦稱作“電容量”,是指在給定電位差下的電荷儲藏量,記為C,國際單位是法拉(F)。一般來說,電荷在電場中會受力而移動,當(dāng)導(dǎo)體之間有了介質(zhì),則阻礙了電荷移動而使得電荷累積在導(dǎo)體上,造成電荷的累積儲存,儲存的電荷量則稱為電容。電容是指容納電場的能力。任何靜電場都是由許多個電容組成,有靜電場就有電容,電容是用靜電場描述的。
2.晶振電容選擇的幾大標(biāo)準(zhǔn)
(1)在容許范圍內(nèi),C1,C2值越低越好。
(2)C值偏大雖有利于振蕩器的安穩(wěn),但將會增加起振時間。
(3)應(yīng)使C2值大于C1值,這么可使上電時,加快晶振起振。
3.晶振電路中如何選擇電容C1C2
(1)因為每一種晶振都有各自的特性,所以最好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,但將會增加起振時間。
(3)應(yīng)使C2值大于C1值,這樣可使上電時,加快晶振起振。
在石英晶體諧振器和陶瓷諧振器的應(yīng)用中,需要注意負(fù)載電容的選擇。不同廠家生產(chǎn)的石英晶體諧振器和陶瓷諧振器的特性和品質(zhì)都存在較大差異,在選用時,要了解該型號振蕩器的關(guān)鍵指標(biāo),如等效電阻,廠家建議負(fù)載電容,頻率偏差等。在實際電路中,也可以通過示波器觀察振蕩波形來判斷振蕩器是否工作在最佳狀態(tài)。示波器在觀察振蕩波形時,觀察OSCO管腳(Oscillator output),應(yīng)選擇100MHz帶寬以上的示波器探頭,這種探頭的輸入阻抗高,容抗小,對振蕩波形相對影響小。
(由于探頭上一般存在10~20pF的電容,所以觀測時,適當(dāng)減小在OSCO管腳的電容可以獲得更接近實際的振蕩波形)。工作良好的振蕩波形應(yīng)該是一個漂亮的正弦波,峰峰值應(yīng)該大于電源電壓的70%。若峰峰值小于70%,可適當(dāng)減小OSCI及OSCO管腳上的外接負(fù)載電容。反之,若峰峰值接近電源電壓且振蕩波形發(fā)生畸變,則可適當(dāng)增加負(fù)載電容。用示波器檢測OSCI(Oscillator input)管腳,容易導(dǎo)致振蕩器停振,原因是:部分的探頭阻抗小不可以直接測試,可以用串電容的方法來進(jìn)行測試。
如常用的4MHz石英晶體諧振器,通常廠家建議的外接負(fù)載電容為10~30pF左右。若取中心值15pF,則C1,C2各取30pF可得到其串聯(lián)等效電容值15pF。同時考慮到還另外存在的電路板分布電容,芯片管腳電容,晶體自身寄生電容等都會影響總電容值,故實際配置C1,C2時,可各取20~15pF左右。并且C1,C2使用瓷片電容為佳。
4.選擇晶振電容的注意事項
(1)在選用時,需要了解該類型振蕩器的要害方針,例如等效電阻,(凱越翔廠家建議負(fù)載電容,如頻率偏差等。
(2)但是在實習(xí)電路中,也能夠通過示波器查詢振蕩波形來判別振蕩器是不是作業(yè)在最佳情況。
(3)當(dāng)然在示波器查詢振蕩波形時,所查詢的OSCO管腳(Oscillator output),應(yīng)選擇100MHz帶寬以上的示波器探頭,這種探頭的輸入阻抗高,容抗小,對振蕩波形相對影響小。
(4)由于探頭上通常存在10~20pF的電容,所以觀測時,恰當(dāng)減小在OSCO管腳的電容能夠取得更靠近實習(xí)的振蕩波形。
5.如何判斷電路中晶振是否被過分驅(qū)動
電阻RS常用來防止晶振被過分驅(qū)動。過分驅(qū)動晶振會漸漸損耗減少晶振的接觸電鍍,這將引起頻率的上升??捎靡慌_示波器檢測OSC輸出腳,如果檢測一非常清晰的正弦波,且正弦波的上限值和下限值都符合時鐘輸入需要,則晶振未被過分驅(qū)動;相反,如果正弦波形的波峰,波谷兩端被削平,而使波形成為方形,則晶振被過分驅(qū)動。這時就需要用電阻RS來防止晶振被過分驅(qū)動。判斷電阻RS值大小的最簡單的方法就是串聯(lián)一個5k或10k的微調(diào)電阻,從0開始慢慢調(diào)高,一直到正弦波不再被削平為止。通過此辦法就可以找到最接近的電阻RS值。
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