剖析振蕩電路設(shè)計(jì)關(guān)鍵

1.選用公差和諧振阻抗較小的晶體

在采購不同批次晶體時(shí)，要保證頻率公差和諧振阻抗的一致性。當(dāng)晶體放入振蕩電路中，電路的損耗會(huì)降低Q值。在線Q值高，可以改善振蕩電路的近端相位噪聲和抖動(dòng)。往期文章:[《石英晶體的品質(zhì)因數(shù)Q值]

2.選擇合適的激勵(lì)功率

隨著晶體的小型化發(fā)展趨勢，振蕩的能量需求變小。如果激勵(lì)功率過大可能破壞晶體的內(nèi)部機(jī)理，引起振蕩頻率異常、穩(wěn)定度下降、頻率失真等現(xiàn)象，更為嚴(yán)重的導(dǎo)致電極受損。

在電路設(shè)計(jì)時(shí)，KOAN小妹建議您確認(rèn)所使用的激勵(lì)等級(jí)絕對不超過最大激勵(lì)等級(jí)。

不同封裝晶體的激勵(lì)等級(jí)參考值：

• 49U/49S/SMD: 100uW (500Max)
• SMD貼片MHz: 10uW(100Max)
• 32.768kHz: 0.1uW(0.5Max)

如果產(chǎn)品設(shè)計(jì)有缺陷，造成激勵(lì)功率不匹配，容易導(dǎo)致振蕩頻率可變范圍變窄，電流異常增大，最后穩(wěn)定性變差。

如果需要減小驅(qū)動(dòng)功率，可采取以下措施：

• 增大限流電阻→反相放大器的輸出幅度將會(huì)減小→減弱驅(qū)動(dòng)功率
  • 應(yīng)保證振蕩寬度超過RR的5倍
• 減小外部負(fù)載電容→振蕩電路阻抗將會(huì)增加→實(shí)際驅(qū)動(dòng)功率隨之減小
• 負(fù)載電容減小，導(dǎo)致振蕩頻率增加。如果超出使用范圍，可采購低負(fù)載晶體配合調(diào)整。

3.合適的匹配電容（滿足相位條件）

晶體兩端匹配電容愈接近晶體負(fù)載容量CL，目標(biāo)頻率愈精準(zhǔn)。增加匹配電容，負(fù)載增大，頻率下降，振蕩寬度和振蕩幅度會(huì)減小，

4.振蕩寬限（滿足振幅條件）

石英晶體振蕩器的振幅條件是振蕩起動(dòng)及能正常持續(xù)振蕩的條件，回路上的負(fù)性電阻絕對值│-R│。

負(fù)性電阻 |- R| = Rtest + Re

Rtest=與晶振串聯(lián)連接純電阻

Re=振蕩時(shí)的有效電阻=R1(1+C0/CL)^2

建議振蕩寬限為晶振等效串聯(lián)電阻RR的5倍之上：│-R│≥ 5RR；電路進(jìn)入正常振蕩狀態(tài)時(shí)│-R│變?。哼_(dá)到RR=│-R│。

5.選用合適的振蕩IC

振蕩IC制造商的不同，導(dǎo)致帶來電路常數(shù)和電路配置的不同，從而對晶體的振蕩產(chǎn)生影響。

振蕩電路的工作頻率如果不在晶體諧振器標(biāo)稱頻率范圍內(nèi)，稱為“不規(guī)則振蕩”，我們可以調(diào)整阻尼電阻和外部電容來避免不規(guī)則振蕩。

6.其它因素：電路，環(huán)境

KOAN晶振會(huì)根據(jù)客戶端電子產(chǎn)品的特殊電路基礎(chǔ)和環(huán)境需求，為您精選晶體，提高振蕩電路的穩(wěn)定性。