关于振荡电路的设计

Oscillation Circuit Design Key Parameters 

DRIVE LEVEL (DL), OSCILLATION FREQUENCY AND LOAD CAPACITANCE (CL), OSCILLATION ALLOWANCE, FREQUENCY-TEMPERATURE CURVE

激励等级 (或驱动等级∶DL)

石英晶振的激励等级可以按照晶振的各种工作状态下的消耗电力,或按照电流的等级来进行表示(参阅图9, 10和图11)。如 果利用过大的电力来使晶振工作,有可能产生频率不稳定等特性的恶化,以及导致石英芯片破损的危险。在使用之前,建 议进行电路设计时,确认一下所使用的激励等级不超过绝对最大激励等级。

图9 石英晶振的等效电路、图10 振荡电路事例、图11 晶振与振荡电路之间的关系

振荡频率和负载容量 (CL)

负载容量 (CL) 是用来决定在振荡电路中晶振频率的参数,从加在振荡电路中晶振两端的电容可知负载容量(参阅图12)。 因振荡电路的负载容量的不同,晶振的频率会相应地产生变动。为了获得目标的频率精度,必须使晶振与负载容量相匹 配。在使用时,请根据相应晶振的负载容量,将振荡电路的负载容量设定为与其相符。

图12、13 频率负载容量特性示例 图12 图13 频率负载容量特性示例

振荡宽限

振荡宽限评价方法的示例为了使石英晶振在振荡电路中可以稳定地发生振荡,电路的负性电阻与晶振的等效串联电阻相比,必须具有充分大的容 量(振荡宽限要大)。建议将振荡宽限设置为晶振的等效串联电阻的5倍以上。

振荡宽限评价方法的示例 
与晶振串联连接上纯电阻 Rx,确认振荡的开始或结 束。缓慢地使 Rx 值逐渐变大 , 开始或结束振荡时 的最大电阻 Rx 加上晶振的有效电阻 Re,就是该电 路的大概负性电阻的数值。

负性电阻 |- R| = Rx + Re

|−R| 为晶振的等效串联电阻的最大值 (R1 max.) 的 5 倍以上。
*Re 为振荡时的有效电阻值。
Re = R1 (1 + CO/CL2

关于频率温度特性例

关于频率温度特性例

音叉型石英晶振的频率温度特性如左侧的曲线图所 示,显示了以+25°C为顶点的负向2次方程曲线。 温度范围越宽,则频率的变化量也越大,因此,需要 考虑一下所使用环境的温度范围和必要的精度。

[频率温度特性的近似公式]
f_tem = B(T-Ti) 
B : 二次温度系数
T : 任意的温度
Ti : 顶点温度