晶振电路的设计-AN2867学习

一 石英晶体的等效电路、带宽：

 

 

FS~FA之间就是并联带宽，越窄稳定性越好。其中Fs、Fa为Lm/Rm/Cm电抗分别为0和无穷大时的谐振频率）.Fp为工作频率（通过调整负载电容CL来达到中心频率）

起振条件：此外还需要上电瞬间的噪音提供启动能量。

起振时间：32.768K（5S）,MHZ:毫秒级，石英晶体比陶瓷晶体起振时间长，起动时间（从起振到稳定）与两个电容（随负载电容的减少频率增加，用牵引度来衡量）和频率（随频率增加起振时间缩短）有关

牵引度：

　　

 

 增益余量计算：根据放大器和两个外部电容的阻抗对晶振的RLC动态等效电路的电抗有补偿作用 所以gm > gmcrit ，一般为gm >> 5*gmcrit

　　

 

驱动级别的计算：描述晶振的功耗，超过规定值，晶振可能由于较大的振动而损坏。

　　

 

 外电阻RExt 的计算：用于限制驱动级别，同时和CL2组成低通滤波器。计算时先让RExt=Zcl2=

 

 

 

二 选型步骤：

2.1根据系统要求先选择一和晶体产品，计算增益余量>>5晶振才能起振，否则选低ESR的晶体

2.2根据负载电容计算2个外部电容，其准确性影响精度；若存在该电容最好；若没有，若对频率要求高可选择可变电容；要求不太高可选接近电容

2.3计算驱动级别：若小于规定刚好不用加限流电阻，否则需要增加限流电阻Rext，先等于C2的电抗，用电位器等于该电抗值再调整，使其驱动电流小于规定值然后用该值的电阻代替。（太小晶振承担太多功耗，太大不起振），RExt计算完之后还要进行增益余量的计算检验。

2.4 输入和输出间并联电阻：一般是内部没有反向电阻，所以才加的，一般在M欧姆级别，作用是

配合IC内部电路组成负反馈、移相，使放大器工作在线性区； 、限流防止谐振器被过驱；  
、并联降低谐振阻抗，使谐振器易启动； 、电阻取值影响波形的脉宽