硅频率控制器(SFC)技术(二)

2013-09-22 09:52:31来源: 互联网 关键字:硅频率  控制器  SFC技术
图2 并行振荡模式等效电路图

  R1:动态阻抗

  C1:动态电容

  L1:动态电感

  C0:静态电容

  CL:负载电容

  并行振荡模式的频率可根据以下公式:

  FL=[1/2π√(L1*C1))] 2eq eq *√[1+C1/(C0+CL)]

  其中[1/2π√(L1*C1))]是晶体串行振荡模式的频率

  根据泰勒展开:

  FL=[1/2π√(L1*C1) 2eq eq ]*[1+C1/2(C0+CL)] (1)

  从公式中可以看出,频率与C0,C1和CL都有关。

  在基频谐振中C1为10-30fF,一般取值为20fF。C0取值与晶体的尺寸有关,一般取值为5pF。但是CL的计算与晶体外接电容和PCB设计和材料有关。下图是参考电路图

  

 

  图3 晶体外接负载电容示意图

  从上面电路中可得出:

  1/(C11+CS1)+1/(C12+CS2)=1/(CL) (2)

  其中C11,C12是外接电容,也就是线路设计中放在晶体两边接地的两个电容。CS1和CS2是寄生电容,和PCB 电路板的走线,焊盘及芯片的管脚有关。一般为5-10pF(在本文的计算中可设为8pF)。对于C11和C12,没有确定的值(15pF-30pF),这和实际设计有关,例如取18pF。

  CL如有变化,并行振荡模式的频率也随之变化,请看图4

  

 

  图4 负载电容变化与频率的关系

  由公式(1)可得频率变化为:

  (FCL1-FCL2)/FCL1=C1/2 * [1/(C0+CL1)-1/(C0+CL2)] * 10E6 (3)

  从公式(2)和公式(3)中可知C11和C12的精度将影响频率的精度。具体数据如表1所示。其中参数的取值如前文:C1=20fF,C0=5pF,CS1=CS2=8pF,C11=C12=18pF。

  表1

在很多应用场合,电容精度取5%,从上表可看出它对频率精度的影响可达到28PPM。这在设计中容易被忽略的。

 

  其他因素:如回流焊接的影响,湿度的影响,大气压的影响等。这些因素影响不大,不再这里详述。

  晶体振荡总的频率精度就是上述五个方面之和。

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编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2013/0922/article_19385.html
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