1 簡介

晶體與晶振在電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用十分廣泛，對(duì)于數(shù)字電路，一個(gè)穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，是系統(tǒng)穩(wěn)定的前提。

2 晶振與晶體的區(qū)別

2.1 晶振與晶體的特性

晶振

晶振的全稱是 有源晶振(振蕩器 )，英文名稱 Oscillator 。其內(nèi)部自帶諧振電路，通電后即可產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。

注意 ： 無源晶體，有源晶振。 這個(gè)說法不夠準(zhǔn)確，但是能體現(xiàn)二者的差別。

晶體

晶體的英文名稱Crystal或者 XTAL 。晶體自身無法起振， 需要借助外部電路才能輸出時(shí)鐘信號(hào) 。

2.2 二者區(qū)別

3 無源晶振電路設(shè)計(jì)

匹配電容是什么

單片機(jī)外部的的晶振電路通常如上圖，其中 CL1和CL2為匹配電容 ，且 CL1和CL2的電容值通常相等。

配電電容計(jì)算過程

匹配電容的計(jì)算，通常按照下面的公式進(jìn)行計(jì)算：

其中，各個(gè)參數(shù)意義見下表：

案例分析

此處以CX3225SA25000D0FPQCC為例，具體參數(shù)如下：

可見，負(fù)載電容為8pF,寄生電容取4pF,匹配電容為：

可見匹配電容的取值應(yīng)在8pF左右。

電阻的選擇

晶振附近通常會(huì)并聯(lián)或者串聯(lián)上一個(gè)電阻，連接的方式不同，當(dāng)然其功能也不同。

并聯(lián)電阻的功能

1.降低晶體的Q值;

2.抑制EMI,EMI不過時(shí)，可減小阻值;

3.提供直流工作點(diǎn);

4.使門電路工作于線性區(qū)。

串聯(lián)電阻的功能

1.降低晶體的激勵(lì)功率，防止損壞;

2.限制振蕩幅度。

4 晶振電路設(shè)計(jì)

關(guān)鍵參數(shù)

頻率大小 。但 頻率越高，頻差越大 ，從綜合角度考慮，一般工程師會(huì)選用頻率低但穩(wěn)定的晶振，自己做倍頻電路。

頻率穩(wěn)定度 ：關(guān)鍵參數(shù)。 指在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)，與標(biāo)稱頻率允許的偏差，用ppm(百萬分之一)表示。一般來說，穩(wěn)定度越高或溫度范圍越寬，價(jià)格越高。

電源電壓 ：常用的有1.8V、2.5V、3.3V、5V等，其中 3.3V應(yīng)用最廣 。

輸出電平標(biāo)準(zhǔn) ：根據(jù)需要采用不同輸出。(HCMOS，SINE，TTL，PECL，LVPECL，LVDS，HSCL，PLL等)每種輸出類型都有它的獨(dú)特波形特性和用途 。

工作溫度范圍：工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的-40～+85℃這個(gè)范圍往往只是出于設(shè)計(jì)者們的習(xí)慣，倘若-20℃～+70℃已經(jīng)夠用，那么就不必去追求更寬的溫度范圍。