我們在觀察晶體振蕩電路時,通常會看到這么幾個電子元器件,晶振和晶振兩旁的電容。電容一端接地,一端接晶振。還有就是兩個電阻,一個是跨接在晶振兩端,一個接在晶振的輸出端,同芯片相連。旁接的電容我們都知道叫匹配電容,它們的大小可以改變振蕩電路的頻率,通過試驗就可以觀察的到。而兩個分別串并得電阻各自起到什么作用,其值選多大,則很少聽人介紹過。下面就針對這個問題晶科鑫的工程師幫您進行解答。
舉例,一個振蕩電路在其輸出端串接了一個22K的電阻,在其輸出端和輸入端之間接了一個10M的電阻。
電路并聯電阻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。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。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,但會影響脈寬比的。
電路串聯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。
結論為,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,KHz晶振電路,并聯電阻通常為10M歐,MHz晶振,并聯電容通常為1M歐左右。輸出端串聯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。其值的大小通常為幾百K 歐姆較多,具體大小需要通過調試,根據過驅程度去選定串接多大電阻。
當然不是每個振蕩電路都看到了上述介紹的各種電子元器件,上述介紹的是教科般的理論電路,在實際電路中,可能根據電路的實際需要可以省去某些元器件,或芯片內置上述元器件,所以需要根據實際應用來分析和了解各器件的功能和作用的。