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, b6 z' G" |) H3 q) M$ S' c一、晶振简介
, R# E3 O2 J' ^/ o# Z: M8 \9 P无源晶振,准确的说叫晶体(Crystal),它没有极性。一般有两个引脚,需要专门的时钟电路和起振电容配合才能输出时钟信号。晶体一般是2脚或者4脚,2脚最常见。
& f% l5 n/ q3 E有源晶振(oscillator),只需要供电就可以输出时钟信号。可以认为是晶体和外围电路的结合(晶振里面包含了晶体和起振电路)。一般是四个引脚。
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* N' c, O( q. y8 c二、重要参数! [4 i/ j$ W' ~$ F% A1 u% s
1、标称频率(Normal Frequency)
4 [# y$ t, Z3 E( P晶振的标准频率,如8MHz、26MHz、32.768KHz等。
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$ h N! d Y% C) m- `: [2、温度频差(Frequency Stability vs Temp)* G6 z! }' `% t2 `: I0 [! o
表示在特定温度范围内,工作频率相对于基准温度时工作频率的允许偏离,它的单位是ppm。此值越小表示精度越高,1MHz的晶振,1个PPM就是1Hz的偏差。" x+ {; R( M, E$ x+ p# m7 L# ^
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3、负载电容CL' O' d A0 j8 M- ^2 X1 E' s7 Y
负载电容是指晶振正常震荡工作所需要的电容。为使晶体能够正常工作,需要在晶体两端外接电容,来匹配达到晶体的负载电容。一般IC的数据手册中会给出负载电容的大小。
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晶振负载电容的计算公式是:
- } }( }; h8 o0 c9 O; iCL=C1*C2/(C1+C2)+Cic+Cp
* f* h4 ~) N H: p7 Q5 ~& DC1和C2为晶振两脚对地电容,称为匹配电容。
9 f1 f* @ Q7 A g- o$ g0 U" n% [Cic为集成电路内部电容,Cp为PCB板的寄生电容,一般大小为3~5pF。. }) ]( t H0 l5 ^6 _2 z
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匹配电容一般取C1=C2=2CL,这样并联起来就接近负载电容CL了,在一般情况下,增大负载电容会使振荡频率下降,而减小负载电容会使振荡频率升高。9 c9 B# @2 t$ y3 N1 l! U: b! }
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如果晶体所接的IC内部有负载电容,那外部的C1和C2就不需要了。
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三、PCB设计注意事项3 ?% A; k0 K- Z. E8 ?$ V* \3 G6 x0 K
①两个匹配电容尽量靠近晶振摆放。
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7 Z) Y% }0 s$ X& k- D②晶振由石英晶体构成,容易受外力撞击或跌落的影响,所以在布局时,最好不要放在PCB边缘,尽量靠近芯片摆放。- h- J; A5 |9 d k! A3 ~0 h
# i0 k' m) x5 q4 r) Z" K$ y& }③晶振的走线需要用GND保护好,并且远离敏感信号,如RF及高速信号。% r& W5 e' s4 j# ?2 T
- e" e7 S! A6 k' t$ y+ @# d④晶振的摆放需要远离热源,因为高温也会影响晶振频偏。/ Z$ z+ g( A2 @& V
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