晶振參数校定

在批量整机測试中，遇到部分样机不出彩或彩条等色彩问题。除了ISP自身寄存器设定与TV Decoder输出周边參数不对。应用电路上的问题大多是晶振频偏所致。

下面主要介绍晶振网络參数匹配方法与实际校定案例。

 

一、关注參数

(1)常温频偏   ±10PPM         (25℃)

(2)温度频偏    ±30PPM          (-10~+70℃)

(3)负载电容    15PF

(4)谐振电阻    <40Ω        

         晶振最关注的參数是频偏与负载电容，通过负载电容才干确定C109,C110电容取值。

    

(a)典型电路

 

         图(a)典型电路中，參数说明例如以下：

(1)C109,C110为外加负载电容；

(2)R116为回授电阻，约为200K~1M Ω；
(3)R117为限流电阻，一般回路不需接此电阻，回路振幅过大可增加，取值约470 Ω~1K Ω；

 

二、负载电容计算
         CT=(C109*C110)/(C109+C110)
         CL=CT+Cs

         Cs:线路上分布的杂散电容

         CL:负载值。指特定负载频率时的负载电容(pf)

         晶振厂家的《产品规格书》会列出所选晶振的參数，通过已知參数我们能够计算出外加负载电容的取值，通常我们会取C109,C110取同样的值，因此：

CT=CL-Cs=15p-Cs;

         通常Cs为3~7pF。取经验值5pF，因此求出C109,C110的匹配值为20pF。

         实际值须要每种板子实际測量，正因如此，才有了定标一说，尤其对频率极度敏感的应用电路，正如CCD板机中CVBS复合模拟信号输出。当中调制在亮度信号中的色度是固定频率(3.58Mhz/4.43Mhz)并利用与Reference Color Burst之间的相位差出彩。因此频率失准后。才会出现诸多与颜色相关的问题。

 

 

三、实际匹配电容调校

1、负载电容选值：

(1)选择10pF电容

1> C109=C110=10pF

2>标称频率f1 =28.375000Mhz    

3>实測频率f2 = 28.377137Mhz

4>频率误差E1=2137Hz

5>实际频偏等于(E1*10^6)/f1 = +75.3PPM

(2)选择22pF电容

1> C109=C110=22pF

2>标称频率f1 =28.375000Mhz    

3>实測频率f2 =28.374912Mhz

4>频率误差E1 =-88Hz

5>实际频偏等于(E1*10^6)/f1 =-3.1PPM

         由上可知。我们应该将匹配电容加大，以减小实际频率。

通过多次更换不同电容測试，最总确定使用22pF电容，频偏能满足要求。

         实际使用电容为22pF。依据计算公式。该板机的Cs约为4pF。

 

2、測量负性阻抗：

         “负性阻抗”是用来评价振荡回路品质(Q)的指标。在某些情况下(老化，温度变化，电压变化…等)，振荡回路会失效，回路可能不起振。因此IC 负性阻抗 (Negative resistance ,-R )的确认就变得相对重要。稳定的振荡回路，振荡IC的负性阻抗(-R)至少为晶振阻抗的5倍以上。即|-R| > 5Rr。

         负性阻抗的測量方式例如以下：

1> 串联电阻R118到Crystal 的输出端(Xout)
2> 调整R118值，使Crystal 由起振至停止振荡
3> 当电路由起振至停止振荡时，測量R119值
4> 得到负性阻抗|-R| = R119+Rr，Rr为晶振的谐振电阻

注：回路的杂散电容会影响到上述结果的准确性

        通过以上步骤，測量出R119值大于1K。因此满足负性阻抗要求。

         假设实測结果不能满足负性阻抗。则应减小C109电容值。再微调C110。直到满足以上两个条件；假设一定要令C109,C110选值一致。则应当先将R118值调整到大于5R(200R)，然后測量是否起振。

后记：

         板机厂商建议，板机应用方案中，晶振封装规格建议选用SMD或49US封装。除了抗跌落性好之外，最重要的是温度频偏低。更适合户外高低温环境应用。

         晶振厂家建议，晶振匹配网络中，R117的位置即使不用，一定要预留。焊接0R电阻；通过该电阻能调整频率幅值。避免因此又一次Layout。