上一篇我們講了倒置臺(tái)面晶體和水晶選擇等內(nèi)容，初步了解了Raltron晶振的頻率控制元器件技術(shù)研究，在晶體這個(gè)領(lǐng)域歐美國(guó)家始終比較在行，并且目前仍然還在不斷的開(kāi)發(fā)和科研。Raltron公司面向的客戶群體主要有無(wú)線通信，汽車制造，廣播音頻，數(shù)碼電子，全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)，工業(yè)儀器等模塊。不僅為來(lái)自各個(gè)地區(qū)的用戶提供品質(zhì)好的晶振產(chǎn)品，還為客戶解決一系列晶體/振蕩器相關(guān)的難題，提供適用的晶振解決方案，為每一位客戶排憂解難！

帶狀水晶系列：

ASIC CELLS振蕩器基礎(chǔ)。今天使用最廣泛的振蕩器是MOS門振蕩器使用無(wú)緩沖逆變器。幾乎所有的微處理器都在與許多其他數(shù)字應(yīng)用程序一樣這個(gè)電路內(nèi)置在電池內(nèi)或被驅(qū)動(dòng)來(lái)自使用該ASIC的外部振蕩器電路。

石英晶體振蕩器單元具有幾個(gè)特征這對(duì)振蕩器設(shè)計(jì)師很重要。Rin Rin高-10兆歐姆擊潰。Rout取決于邏輯類型正在使用。ECL邏輯具有低阻抗-在7歐姆的范圍內(nèi)。CMOS邏輯有更高的輸出阻抗-在700歐姆。HCMOS邏輯通常是介于250和500歐姆之間。一個(gè)振蕩器設(shè)計(jì)師應(yīng)該獲得輸出來(lái)自的阻抗信息制造商。如果沒(méi)有這個(gè)信息可用，簡(jiǎn)單的輸出阻抗測(cè)試。

電路如圖2所示。獲得。通過(guò)偏置逆變器得到增益在線性模式下。偏見(jiàn)是通過(guò)連接逆變器的電阻器輸出到輸入。此連接導(dǎo)致高增益和寬帶寬，但都缺乏一致性。

相移：

f0處的相移，頻率振蕩大約是180度通過(guò)放大器從輸入到輸出。導(dǎo)出額外的180度相位來(lái)自pi反饋網(wǎng)絡(luò)。保險(xiǎn)可靠的啟動(dòng)和穩(wěn)定的運(yùn)行，電路必須具有相移的能力比180更遠(yuǎn)20度學(xué)位最低反饋要求。

通過(guò)時(shí)間延遲修改相移從放大器的輸入到輸出-通常為1至2納秒。以來(lái)頻率是時(shí)間，時(shí)間的倒數(shù)延遲等于額外的相移逆變器。外部pi電路必須比延遲小180度等同移位。表I顯示了1和2的相移選定頻率下的納秒延遲。這種減少的相移信息將是在波德圖分析中很有用。

設(shè)計(jì)師應(yīng)該確保有足夠的動(dòng)態(tài)范圍來(lái)彌補(bǔ)元件或電源變化。對(duì)于例如，電路中的手指會(huì)打擾相移并允許石英晶振啟動(dòng)，鎖定繼續(xù)，并繼續(xù)振蕩。為了滿足巴克豪森的相移標(biāo)準(zhǔn)，我們必須在外部移動(dòng)180度（加上一個(gè)至少25個(gè)附加度）反饋回路。設(shè)計(jì)穩(wěn)定振蕩器，希望具有快速的相位變化率在180度點(diǎn)。在整個(gè)過(guò)程中獲得180度相移pi網(wǎng)絡(luò)，我們需要相移90水晶兩端的度數(shù)。在ASIC輸入側(cè)的晶體，晶體流入C1的電流如果變?yōu)?/span>90度津很高。在ASIC輸出端晶體，應(yīng)該進(jìn)行相移通過(guò)90度，效果較差從逆變器的時(shí)間延遲相移-參考表1。基本反饋電路。一個(gè)基本的皮爾斯OSC晶振電路如圖3所示。組件包括相移元素C1和C2以及輸出阻抗調(diào)節(jié)電阻，Rx。注意Rx是分立電路元件而不是包含在輸出阻抗中逆變器。如果振蕩器設(shè)計(jì)中省略了Rx（不幸的是很多次），容易出現(xiàn)問(wèn)題。設(shè)計(jì)師應(yīng)該總是為這個(gè)組件布置他的電路如果Rx是，則使用零歐姆電阻（短路）他的反饋配置不需要。反饋元素選擇。為了這紙，ASIC單元外部的反饋將被縮減為“pi”或平行坦克組態(tài)。值得注意的是“T”配置有類似的特點(diǎn)但是不屬于本文范圍。那里是四（4）種可能的組合非負(fù)載可能發(fā)生的電抗坦克電路。這四個(gè)案例是如圖4所示。

圖4，情況1，兩腿都有電容器和相互連接的電感器。該電路只有在電感器振蕩時(shí)才會(huì)振蕩放在Z3的位置。一個(gè)例子案例1是常見(jiàn)的Pierce配置常用于有源晶振電路。連接晶體可以滿足振蕩要求條件略高于每個(gè)晶體上的Fs模式。電路將捕獲模式具有最低的實(shí)際期限。大多數(shù)時(shí)候頻譜，晶體是電容性和無(wú)振蕩。

電抗與參考圖5晶體諧振器的頻率響應(yīng)。如果a，則情況2和3都不能振蕩電容器或電感器是外部的是連接的。如果是電容器，情況4可以振蕩連接在終端之間。水晶的連接可能不是因?yàn)榫w的電抗是有效的大部分頻率都是電容性的光譜。振蕩可以在多個(gè)時(shí)發(fā)生因?yàn)榫w可以滿足頻率所需阻抗均低于Fs和以上法。在這方面一定要小心組態(tài)。

阻抗匹配。振蕩器電路取決于階段的變化率穩(wěn)定性。階段性變化的重要性可以用圖形方式看到當(dāng)考慮到頻率的變化時(shí)擾動(dòng)，組件變化，潮濕，上帝的行為等。振蕩器會(huì)不滿足巴克豪森的階段標(biāo)準(zhǔn)舊的頻率，所以它改變階段，直到振蕩可能發(fā)生。假設(shè)不穩(wěn)定電路轉(zhuǎn)換階段2度。這可能導(dǎo)致頻率改變?yōu)?/span>6Hz或相位斜率為1/3度/Hz。通常，我們希望進(jìn)口晶振每Hz的相位斜率為40度。如果在輸入端進(jìn)行阻抗匹配并且輸出pi網(wǎng)絡(luò)，相位斜率大大降低了因此，設(shè)計(jì)師應(yīng)該爭(zhēng)取一個(gè)大的不匹配最大化相位斜率。這一切都必須完成控制中的常識(shí)。作為阻抗匹配的一個(gè)例子，考慮在110中插入一個(gè)電容器伏墻插座和試圖移動(dòng)電力公司的階段。顯然，這個(gè)不起作用，因?yàn)樾盘?hào)源有非常非常低的阻抗。如果是一個(gè)系列插入電阻器的電阻相等對(duì)電容器的電抗，相位在R-C處換檔為45度結(jié)和信號(hào)幅度將是減少½。

同樣的現(xiàn)象發(fā)生在ASIC的輸出。如果歐美晶振輸出阻抗與外部電抗相比較低，電容器不會(huì)明顯偏移相。陳述更簡(jiǎn)單，一個(gè)小C2連接到低阻抗輸出ASIC什么都不做。如果添加Rx，則（Rx=XC2）45度相移將發(fā)生在水晶。可能是最重要的本文的考慮是選擇C2相對(duì)于輸出阻抗ASIC單元。參考圖6。觀察到如果Rx是短路，則Rout是直接的與C2并行。輸出的Q值匹配網(wǎng)絡(luò)定義為Rout+Rx除以XC2。教科書需要Q版10.考慮妥協(xié)并讓Q≈僅2.如果上述電路工作在40MHz和單元具有輸出阻抗200歐姆，C2應(yīng)該是39pf-不是不合理。如果ECL門與a一起使用Q為1，C2應(yīng)為560pf-即不合理。

使用戴維寧相當(dāng)于輸出司機(jī)，人們可以認(rèn)識(shí)到這個(gè)階段在輸出端移位-C2連接非常多一個(gè)函數(shù)C2的選擇。使用相當(dāng)于Norton，我們觀察到了輸出阻抗直接跨C2。底線。如果Q小于2，則增加Rx或增加C2-在限制范圍內(nèi)。接受Q.最低=2。最低Q=5的設(shè)計(jì)。ASIC驅(qū)動(dòng)能力。驅(qū)動(dòng)器必須具備ASIC單元的能力考慮選擇組件。該電容器電流（i）=dQ/dt，因此Q=∫I*DT。然后電壓是積分I*DT/℃。輸出驅(qū)動(dòng)程序必須能夠在短時(shí)間內(nèi)充電C2。如果C2是小，它可以很快充電;但是，如果C2更大，ASIC輸出驅(qū)動(dòng)器具有限制gm，電容器不會(huì)充電顯著和電壓發(fā)展C2將非常有限。

來(lái)自電池的輸出信號(hào)不僅如此從外部驅(qū)動(dòng)C2，但也是一樣的信號(hào)驅(qū)動(dòng)下一個(gè)內(nèi)部邏輯用于生成系統(tǒng)的元素時(shí)鐘信號(hào)。如果這個(gè)信號(hào)很小的話振幅，應(yīng)引起關(guān)注。邏輯電平應(yīng)從20％切換到80％在ASIC的輸出端的VDD。如果在輸出處觀察到小信號(hào)ASIC*，有兩種方法增加信號(hào)電平-減少負(fù)載（電容）C2或增加值RX。如果選擇Rx的值等于XC2，諧振器處的信號(hào)幅度為½信號(hào)進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)鐘。該添加Rx會(huì)降低晶體驅(qū)動(dòng)電平，降低EMI并增加相移從而產(chǎn)生更高的可靠性，更穩(wěn)定系統(tǒng)。