晶振相當于人的心臟，晶振被譽為電子產(chǎn)品中的“心臟”,在電子設備中無處不在，是數(shù)字電路中時鐘頻率、基準頻率信號不可或缺的基礎元器件，晶振的選型至關重要，不僅僅是起振就可以了，沒有做好電路評估會導致產(chǎn)品在使用上的偶發(fā)性的不良。

以無源晶振進行分析，以下是無源的參數(shù)信息，頻率FL、load電容CL、頻偏、激勵功率DL、諧振Rr都是關鍵參數(shù)。

  

無源晶振應用一般如圖所示：

無源晶振的設計：

 

1、RF值的設定

在大多數(shù)情況下，反饋電阻RF是內(nèi)嵌在振蕩器電路內(nèi)的。它的作用是通過引入反饋使反向器的功能等同于放大器，Vin和Vout之間增加的反饋電阻，使放大器在Vout ＝ Vin時產(chǎn)生偏置，迫使反向器工作在線性區(qū)域(圖中陰影區(qū))。工作在線性區(qū)的反向器等同于一個反向放大器，從而引發(fā)晶振起振。

  

2、電容CL1、CL2計算

CL1和CL2一般是相等的，可以由晶振規(guī)格書給的負載電容CL估算出來。通過調(diào)整CL1/CL2的容值讓CL值達到晶振的標定值。一般通過晶振匹配測試可以比較容易知道CL1/CL2的合適值。

 

估算如下：

  

3、驅(qū)動功率

Drive Level描述了晶振的功耗。晶振的功耗必須限制在某一范圍內(nèi)，否則石英晶體可能會由于過度的機械振動而導致不能正常工作。通常由晶振制造商給出驅(qū)動級別的最大值，單位是毫瓦。超過這個值時，晶振就會受到損害。驅(qū)動級別可以由下式計算得出：

  

4、外部限流電阻REXT計算

這個電阻與CL2組成一個低通濾波器，以確保振蕩器的起振點在基頻上，而不是在其他高次諧波頻率點上(避免3次，5次，7次諧波頻率)，它的作用是限制晶振的驅(qū)動級別，如果晶振的功耗超過晶振制造商的給定值，外部電阻RExt是必需的，用以避免晶振被過分驅(qū)動。如果晶振的功耗小于晶振制造商的給定值，就不推薦使用RExt了，它的值可以是0?。

 

外部電阻Rext限制驅(qū)動強度，避免晶振被過分驅(qū)動。如果RExt值太小，晶振上可能會承擔太多的功耗。如果RExt值太大，振蕩器無法正常工作。大阻值的RExt可以降低激勵功率，但同時-R也會變化。

 

一般設計好晶振電路后，打出樣板需要發(fā)給晶振供應商進行晶振匹配測試。通過測試，供應商會給出一個最適當?shù)木д耠娐穮?shù)。