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深入研究晶體振盪器,電容器和電阻器的相互作用

一種具有多面參數的設備晶體振盪器,在電容和電阻方面顯著取決於。但是,這些參數如何影響其功能?讓我們拆箱。
負載電容:晶體振盪器的負載電容對於其標準振盪至關重要。通常,使用外部電容器來平衡晶體振盪器末端的等效電容與負載電容。當精度是關鍵時,即使是從IC輸入端子到地面的電容也是如此。通常,連接的電容器是所需的負載電容的兩倍,旨在近似負載電容值。晶體振盪器的載荷電容= [(CD*CG)/(CD+CG)]+CIC+△C,封裝了這種關係。
晶體振盪器引腳:各種邏輯芯片上的銷釘可以比作電容式三點振盪器。在內部,通常有一個逆變器或一系列奇數逆變器。CMOS芯片的電阻器通常幾個MΩ至數十MΩ,在晶體振盪器的輸出引腳XO和輸入引腳XI之間連接。通常,該電阻將其集成到許多芯片引腳中,從而消除了對外部連接的需求。它的角色?在振蕩開始時,將逆變器保持在線性狀態,就像具有可觀增益的放大器一樣。
石英晶體和平行諧振電路:石英晶體位於晶體振盪器銷的輸入和輸出之間,有效地形成了平行的諧振電路。振盪頻率與晶體的平行諧振頻率對齊。晶體的側面是兩個接地電容器,本質上是三分電路的電壓降壓電容器。接地點用作電壓分隔點。從平行的諧振電路的角度來看,它們產生了積極的反饋,從而確保了連續的振盪。
電容器注意事項:在芯片設計中,這些電容器是預先形成的,通常相等的容量,但可能限制頻率範圍適應性。當外部添加時,它們的值將幾個PF到數十pf中,取決於頻率和晶體特徵。至關重要的是要注意,與諧振箱平行連接的串聯值可能會影響振盪頻率。反饋係數為0.5通常足以振盪。但是,如果振盪難以啟動或保持不穩定,請在輸入下調節地面電容並增加輸出電容可以增強反饋。

電阻器的作用:連接晶體振盪器的輸入和輸出的電阻會引入負反饋,從而確保放大器在高增益線性區域中起作用。它還限制了電流,從而保護晶體振盪器免受逆變器的超速驅動器的潛在損害。該電阻將邏輯逆變器轉換為高增強線性區域設備。在飽和度中,增益消失,沒有增益,振盪停止了。為了振盪目的,尤其是在CMO中,該電阻通常超過1M,必須在外部連接。使用TTL,複雜性隨類型而變化。如果芯片像某些微處理器一樣指定晶體振盪器引腳,則由於內部整合而不必要外部添加。
本質上,電阻器在電路的逆變器中添加了一個反饋迴路,形成了放大器。當晶體嵌入時,此反饋迴路的交流等效在晶體的頻率下產生共鳴。鑑於晶體的高Q值,實質性的電阻變化最小影響輸出頻率。