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【干货分享】晶体谐振器振荡频差的原因及对策

2019-04-16
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如果实际振荡频率偏离标称频率,那么应考虑以下原因: 

  • 晶体谐振器的实际驱动功率超过了规定的超大值。

  • 实际负载电容不同于规格中的规定值。

  • 振荡不正常。


1

晶体谐振器的实际驱动功率超过了规定的超大值


重要的是晶体谐振器实际驱动功率应处于驱动功率规格内。


驱动功率过大,可能会导致振荡频率的增加或R1的增加。


请参阅如何调整驱动功率:

https://www.murata.com/zh-cn/products/timingdevice/crystalu/basic/drivelevel 


如果想减小驱动功率,可以采取以下措施:

措施1:增加阻尼电阻
增加阻尼电子,反相放大器的输出幅度将会减小,实际驱动功率也将减小。
通过这样的调整,振荡幅度也将减小。因此,最好是检查一下振荡裕量是否超过了5倍。
此外,需要注意振荡幅度不能变得太小。
措施2:减小外部负载电容
减小外部负载电容,振荡电路阻抗将会增加,因此实际驱动功率将会减小。
这样一来,由于负载电容减小,实际振荡频率将会增加。
因此,最好是检查一下实际振荡频率是否位于想要的频率范围内。


2

实际负载电容不同于规格中的规定值


晶体谐振器的振荡频率通常按其规格中规定的负载电容排序。


因此,如果实际负载电容不同于规格中规定的负载电容,实际振荡频率就可能会不同于晶体谐振器的标称频率。


可以通过下列措施来调整频差: 

措施1:调整外部负载电容
增加外部负载电容以减小实际的振荡频率。
请注意,如果增加外部负载电容,振荡裕量可能会减小。
增加外部负载电容,可以减小振荡幅度。
措施2:

更改指定了不同负载电容的晶体谐振器
使用大负载电容的晶体谐振器以增加实际振荡频率。
例如) 需要30MHz频率并使用标称频率为30MHz,负载电容为6pF的晶体谐振器。

但是,确定实际振荡为30MHz,±30ppm。
实际电路板上的负载电容应大于6pF。
因此,应将30MHz,8pF晶体谐振器作为负载电容。
这样一来,实际振荡频率将变为30MHz,±5ppm,于是就调整了频差。


3

振荡不正常


振荡电路的工作频率可能不在晶体谐振器标称频率范围内。


这也称为“不规则振荡”,如果C-MOS逆变器不是非缓冲型的,就可能会发生这种现象。


调整阻尼电阻和外部负载电容,可以减少不规则振荡发生的几率。


为了从根本上解决这个问题,需要使用装有非缓冲型C-MOS逆变器的IC。


如果出现了不规则振荡,请联系IC制造商,以确定C-MOS逆变器是否是非缓冲型逆变器。


如果IC不是非缓冲型,请考虑将IC更改为安装有非缓冲型C-MOS逆变器的IC。


*非缓冲型


在装有C-MOS逆变器的振荡电路中,装有单个C-MOS的逆变器 (也称为“非缓冲型”逆变器) 更好。


安装有多个C-MOS或施密特触发器的逆变器不适合振荡电路,因为如果没有晶体谐振器,它们可能会造成非正常振荡。



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