(無(wú)源晶振起振電路)
無(wú)源晶振需要在諧振電路里才能工作,如單片機(jī),其引腳內(nèi)部已配套諧振電路,接上無(wú)源晶振、匹配好外接電容,上電提供額定激勵(lì)功率就可以。這種是最基本的無(wú)源晶振起振電路。
晶振的測(cè)量需要常用的測(cè)量?jī)x器有兩種:示波器和頻率儀。若通過(guò)示波器看到看到晶振的正弦波波形或頻率儀顯示正確頻率數(shù)字,就說(shuō)明晶振已正常起振。一般情況下,晶振損壞的可能性極小。
晶振振動(dòng)原理
晶振具有壓電效應(yīng),在石英晶片上加電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生機(jī)械形變,再加交變電場(chǎng)后,晶片會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振蕩,之間的機(jī)械能與電能會(huì)相互轉(zhuǎn)換,主要是通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部的電激勵(lì)來(lái)產(chǎn)生固定頻率的機(jī)械振動(dòng),振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生電流反饋給電路,電路接到反饋后進(jìn)行信號(hào)放大,再次用放大的電信號(hào)來(lái)激勵(lì)晶振機(jī)械振動(dòng),晶振再將振動(dòng)產(chǎn)生的電流反饋給電路。
當(dāng)電路中激勵(lì)電信號(hào)和晶振的標(biāo)稱頻率相同時(shí),晶振的振幅就會(huì)突然增加,此時(shí)會(huì)輸出信號(hào)強(qiáng)大,頻率穩(wěn)定的正弦波,整形電路再將正弦波變成方波送到數(shù)字電路中供其使用,無(wú)源晶振的輸出能力有限,輸出為mW級(jí)別的能量,在集成電路內(nèi)部,往往需要放大數(shù)百倍才能使用。晶振與芯片間的連線如同接收天線,走線越長(zhǎng),接收的信號(hào)就越強(qiáng),產(chǎn)生的電能量也越強(qiáng),當(dāng)接收到電信號(hào)強(qiáng)度超過(guò)或接近晶振產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度時(shí),芯片內(nèi)部放大電路輸出的將不再是固定頻率的方波了,而是毫無(wú)規(guī)律的雜訊信號(hào),無(wú)法使用。
在無(wú)源晶振起振電路中,C1、C2分別為無(wú)源晶振頻率輸入腳與輸出腳的外接電容,實(shí)際上是電容三點(diǎn)式電路的分壓電容,接地點(diǎn)就是分壓點(diǎn)。以接地點(diǎn)即分壓點(diǎn)為參考點(diǎn),輸入和輸出是反相的,但從并聯(lián)諧振回路即無(wú)源晶振兩端來(lái)看,形成一個(gè)正反饋以保證電路持續(xù)振蕩。對(duì)C1、C2值的大小進(jìn)行調(diào)整會(huì)稍微影響晶振的實(shí)際輸出頻率的高低,規(guī)律是成反比。
舉例:
(無(wú)源晶振10M起振電路圖例)
注:
在布線時(shí),假設(shè)為比較厚的雙面板,分布電容的影響就不會(huì)很大。假設(shè)在高密度多層板時(shí),就需要周全考慮分布的雜散電容。用于工控項(xiàng)目的方案,建議直接采用有源晶振方案,主要原因是無(wú)源晶振需要配置好起振條件,而工控設(shè)備對(duì)晶振穩(wěn)定性有要求。