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1、振蕩余量
2、激勵(lì)功率
3、振蕩頻率相對(duì)偏差
振蕩余量是一個(gè)倍數(shù),它等于晶體諧振器的負(fù)阻除以晶體諧振器的等效串聯(lián)電阻。理論上,振蕩余量有1倍以上就可以起振,但是當(dāng)振蕩余量接近1倍時(shí),偶爾可能發(fā)生不振蕩的情況。
為了穩(wěn)定起振,一般要求振蕩余量大于5倍。
負(fù)阻可以看成是放大器放大信號(hào)的放大能力,負(fù)阻的大小需要在實(shí)際電路中測(cè)量得到。負(fù)性阻抗不是晶振的內(nèi)置參數(shù),而是振蕩電路的一項(xiàng)重要參數(shù)。
而等效串聯(lián)電阻ESRspec會(huì)消耗能量,可以理解為阻礙信號(hào)放大的阻力。ESRspc一般在晶振規(guī)格書(shū)手冊(cè)中有標(biāo)注大小。
測(cè)量負(fù)阻方法:
將電阻Rs串聯(lián)到晶體諧振器上面,逐步增大這個(gè)電阻,直到晶振還可以振蕩的極限為止,此時(shí)的阻值大小為Rsmax。 根據(jù)晶振手冊(cè)中的參數(shù)計(jì)算Re,Re≈ESR*(1+C0/Cs)^2。其中ESR為諧振器的等效串聯(lián)電阻,C0為晶體諧振器的shunt capacitance,Cs為晶振的負(fù)載電容,這三個(gè)參數(shù)一般都在晶體諧振器規(guī)格書(shū)手冊(cè)中有標(biāo)注。
激勵(lì)功率的測(cè)量:
激勵(lì)功率指的是晶體諧振器的功耗。晶振廠家一般都會(huì)在產(chǎn)品手冊(cè)中標(biāo)注這個(gè)參數(shù)DL,如果實(shí)際電路中,晶振的實(shí)際功耗大于手冊(cè)中標(biāo)準(zhǔn)的DL,那么就過(guò)驅(qū)動(dòng)了,存在風(fēng)險(xiǎn),可能會(huì)引起頻率和等效串聯(lián)電阻的意外變化。
測(cè)量方法:
使用電流探頭,并使用示波器或頻譜分析儀等儀器,測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算上圖中a點(diǎn)的電流值。
1, 接入電流探頭
2,讀取頻譜儀中的功耗,然后計(jì)算電流值
3,計(jì)算
振蕩頻率的測(cè)量方法:
振蕩頻率是指晶振在電路中實(shí)際工作的頻率,決定振蕩頻率的主要因素是晶振的特性,但是,實(shí)際的振蕩頻率也受下面因素的影響。
1、芯片的特性
2、外部匹配電容的容量
3、PCB的雜散電容
面臨的一個(gè)比較大的問(wèn)題就是:如果用探頭直接接觸振蕩電路進(jìn)行測(cè)量,是無(wú)法精確測(cè)量頻率的,因?yàn)闀?huì)引入電容,所以,一定要通過(guò)非接觸式的方式來(lái)進(jìn)行測(cè)量。
測(cè)量?jī)x器:
1、頻譜分析儀
2、頻率計(jì)數(shù)器
用頻譜分析儀時(shí),使用非接觸式的天線來(lái)接收信號(hào),讀取頻譜分析儀顯示的峰值處的頻率。
使用頻率計(jì)數(shù)器時(shí),也需要用非接觸模式來(lái)測(cè)量,但是通常需要增幅信號(hào)到計(jì)數(shù)器能讀取的水平,所以需要預(yù)備放大電路。
所以實(shí)際在PCB上測(cè)量頻率的時(shí)候,即使使用同一個(gè)晶振,也可能跟晶振廠家的PCB上測(cè)量的頻率不一樣,這個(gè)偏差就是振蕩頻率相對(duì)偏差(并非相對(duì)晶振標(biāo)稱值頻率的頻偏)。
如果在頻率偏差較大的狀態(tài)下使用,有可能使得實(shí)際的振蕩頻率超出可以容納的范圍,進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)品工作有問(wèn)題。
如果需要較高的頻率精度,就需要格外注意頻率偏差!必須把這個(gè)相對(duì)偏差加上諧振器的規(guī)格偏差(產(chǎn)品規(guī)格書(shū)手冊(cè)中的頻偏),來(lái)判斷是否能把頻率調(diào)整在希望的范圍內(nèi)。自然是要調(diào)整電路,能調(diào)整的器件不多,
主要是2個(gè):
1、首先通過(guò)調(diào)整負(fù)載電容C1/C2(匹配電容)來(lái)調(diào)整振蕩頻率到合適值
2、再通過(guò)調(diào)整Rd來(lái)將振蕩余量和激勵(lì)功率調(diào)到合適的值。
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