在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò),電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn),以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振,較高的頻率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏�,在這個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi),晶振等效為一個(gè)電感,所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路,也就是晶振電路。
電容大小沒有固定值。一般二三十p。晶振是給單片機(jī)提供工作信號(hào)脈沖的。這個(gè)脈沖就是單片機(jī)的工作速度。比如 12M晶振。單片機(jī)工作速度就是每秒 12M。和電腦的 CPU概念一樣。當(dāng)然。單片機(jī)的工作頻率是有范圍的。不能太大。一般 24M就不上去了。不然不穩(wěn)定。
接地的話數(shù)字電路弄的來亂一點(diǎn)也無所謂�?窗遄由嫌袥]有模擬電路。接地方式也是不固定的。一般串聯(lián)式接地。從小信號(hào)到大信號(hào)依次接。然后小信號(hào)連到電源處。有變壓器就連到變壓器旁。
數(shù)模地分開。分別拉到電源處。
不可形成回路。
這個(gè)是因?yàn)榫д衽c單片機(jī)的腳XTAL0和腳XTAL1構(gòu)成的振蕩電路中會(huì)產(chǎn)生偕波(也就是不希望存在的其他頻率的波),這個(gè)波對(duì)電路的影響不大,但會(huì)降低電路的時(shí)鐘振蕩器的穩(wěn)定性。
為了電路的穩(wěn)定性起見,ATMEL公司只是建議在晶振的兩引腳處接入兩個(gè)10pf-50pf的瓷片電容接地來削減偕波對(duì)電路的穩(wěn)定性的影響,所以晶振所配的電容在10pf-50pf之間都可以的,沒有什么計(jì)算公式。
但是主流是接入兩個(gè)33pf的瓷片電容,所以還是隨主流。
晶振是晶體振蕩器的簡稱,在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò),電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn),以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振,較高的頻率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏?在這個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi),晶振等效為一個(gè)電感,所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路,由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄,所以即使其他元件的參數(shù)變化很大,這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變化。
晶振有一個(gè)重要的參數(shù),那就是負(fù)載電容值,選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容,就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻率。
一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)反相放大器(注意是放大器不是反相器)的兩端接入晶振,再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端,每個(gè)電容的另一端再接到地,這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容,請(qǐng)注意一般IC的引腳都有等效輸入電容,這個(gè)不能忽略。
一般的晶振的負(fù)載電容為15p或12.5p ,如果再考慮元件引腳的等效輸入電容,則兩個(gè)22p的電容構(gòu)成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。
晶振電路中如何選擇電容C1,C2?
(1):因?yàn)槊恳环N晶振都有各自的特性,所以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,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,也可以通過示波器觀察振蕩波形來判斷振蕩器是否工作在狀態(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試,可以用串電容的方法來進(jìn)行測試。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。
問:如何判斷電路中晶振是否被過分驅(qū)動(dòng)?
答:電阻RS常用來防止晶振被過分驅(qū)動(dòng)。過分驅(qū)動(dòng)晶振會(huì)漸漸損耗減少晶振的接觸電鍍,這將引起頻率的上升�?捎靡慌_(tái)示波器檢測OSC輸出腳,如果檢測一非常清晰的正弦波,且正弦波的上限值和下限值都符合時(shí)鐘輸入需要,則晶振未被過分驅(qū)動(dòng);相反,如果正弦波形的波峰,波谷兩端被削平,而使波形成為方形,則晶振被過分驅(qū)動(dòng)。這時(shí)就需要用電阻RS來防止晶振被過分驅(qū)動(dòng)。判斷電阻RS值大小的最簡單的方法就是串聯(lián)一個(gè)5k或10k的微調(diào)電阻,從0開始慢慢調(diào)高,一直到正弦波不再被削平為止。通過此辦法就可以找到最接近的電阻RS值。
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