如何選擇晶體振蕩器電路中的電容?
2022-01-18 15:48:15 責(zé)任編輯:東莞市銳訊電子科技有限公司 0
電容Capacitance,也稱為“電容量”,是指在給定電位差下的電荷存儲(chǔ),記錄為C,國(guó)際單位為法拉(f)。一般來(lái)說(shuō),電荷在電場(chǎng)中受力移動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)體之間存在介質(zhì)時(shí),會(huì)阻礙電荷移動(dòng),使電荷在導(dǎo)體上累積,從而導(dǎo)致電荷的累積存儲(chǔ)。儲(chǔ)存的電荷量稱為電容。電容是保持電場(chǎng)的能力。任何靜電場(chǎng)都是由許多電容器組成的。如果有靜電場(chǎng),就有電容。電容用靜電場(chǎng)來(lái)描述。
2.晶振電容選擇的幾大標(biāo)準(zhǔn)
(1)在容許范圍內(nèi),C1,C2值越低越好。
(2)C值偏大雖有利于振蕩器的安穩(wěn),但將會(huì)增加起振時(shí)間。
(3)應(yīng)使C2值大于C1值,這么可使上電時(shí),加快晶振起振。
3.晶振電路中如何選擇電容C1C2
(1)因?yàn)槊恳环N晶振都有各自的特性,所以最好按制造廠商所提供的數(shù)值選擇外部元器件。
(2)在許可范圍內(nèi),C1,C2值越低越好。C值偏大雖有利于振蕩器的穩(wěn)定,但將會(huì)增加起振時(shí)間。
(3)應(yīng)使C2值大于C1值,這樣可使上電時(shí),加快晶振起振。
在石英晶體諧振器和陶瓷諧振器的應(yīng)用中,需要注意負(fù)載電容的選擇。不同廠家生產(chǎn)的石英晶體諧振器和陶瓷諧振器的特性和品質(zhì)都存在較大差異,在選用時(shí),要了解該型號(hào)振蕩器的關(guān)鍵指標(biāo),如等效電阻,廠家建議負(fù)載電容,頻率偏差等。在實(shí)際電路中,也可以通過(guò)示波器觀察振蕩波形來(lái)判斷振蕩器是否工作在最佳狀態(tài)。示波器在觀察振蕩波形時(shí),觀察OSCO管腳(Oscillator output),應(yīng)選擇100MHz帶寬以上的示波器探頭,這種探頭的輸入阻抗高,容抗小,對(duì)振蕩波形相對(duì)影響小。
(由于探頭上一般存在10~20pF的電容,所以觀測(cè)時(shí),適當(dāng)減小在OSCO管腳的電容可以獲得更接近實(shí)際的振蕩波形)。工作良好的振蕩波形應(yīng)該是一個(gè)漂亮的正弦波,峰峰值應(yīng)該大于電源電壓的70%。若峰峰值小于70%,可適當(dāng)減小OSCI及OSCO管腳上的外接負(fù)載電容。反之,若峰峰值接近電源電壓且振蕩波形發(fā)生畸變,則可適當(dāng)增加負(fù)載電容。用示波器檢測(cè)OSCI(Oscillator input)管腳,容易導(dǎo)致振蕩器停振,原因是:部分的探頭阻抗小不可以直接測(cè)試,可以用串電容的方法來(lái)進(jìn)行測(cè)試。
如常用的4MHz石英晶體諧振器,通常廠家建議的外接負(fù)載電容為10~30pF左右。若取中心值15pF,則C1,C2各取30pF可得到其串聯(lián)等效電容值15pF。同時(shí)考慮到還另外存在的電路板分布電容,芯片管腳電容,晶體自身寄生電容等都會(huì)影響總電容值,故實(shí)際配置C1,C2時(shí),可各取20~15pF左右。并且C1,C2使用瓷片電容為佳。
4.選擇晶振電容的注意事項(xiàng)
(1)在選用時(shí),需要了解該類型振蕩器的要害方針,例如等效電阻。
(2)但是在實(shí)習(xí)電路中,也能夠通過(guò)示波器查詢振蕩波形來(lái)判別振蕩器是不是作業(yè)在最佳情況。
(3)當(dāng)然在示波器查詢振蕩波形時(shí),所查詢的OSCO管腳(Oscillator output),應(yīng)選擇100MHz帶寬以上的示波器探頭,這種探頭的輸入阻抗高,容抗小,對(duì)振蕩波形相對(duì)影響小。
(4)由于探頭上通常存在10~20pF的電容,所以觀測(cè)時(shí),恰當(dāng)減小在OSCO管腳的電容能夠取得更靠近實(shí)習(xí)的振蕩波形。
5.如何判斷電路中的晶振是否過(guò)驅(qū)動(dòng)
電阻器RS通常用于防止晶振被過(guò)度驅(qū)動(dòng)。過(guò)驅(qū)動(dòng)晶體振蕩器會(huì)逐漸減少晶體振蕩器接觸鍍層的損耗,從而導(dǎo)致頻率的增加。示波器可用于檢測(cè)OSC輸出引腳。如果檢測(cè)到非常清晰的正弦波,且正弦波的上限和下限滿足時(shí)鐘輸入的需要,則晶體振蕩器不會(huì)過(guò)度驅(qū)動(dòng);相反,如果正弦波形的波峰和波谷變平以使波形呈方形,則晶體振蕩器被過(guò)度驅(qū)動(dòng)。此時(shí),需要電阻Rs來(lái)防止晶體振蕩器被過(guò)度驅(qū)動(dòng)。判斷電阻Rs值的最簡(jiǎn)單方法是串聯(lián)一個(gè)5K或10K微調(diào)電阻,然后從0開始緩慢增加,直到正弦波不再平坦。這樣,可以找到最接近的電阻Rs值。
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