深圳市康華爾電子有限公司

誠信通第9年
咨詢熱線:0755-27838351
聯(lián)系康華爾電話: 0755-27838351手機: 138 2330 0879Q Q: 632862232立即咨詢郵箱: konuaer@163.com
首頁技術(shù)支持 晶體選擇與權(quán)衡案例分析

晶體選擇與權(quán)衡案例分析

來源:http://konuaer.com 作者:康華爾電子 2020年03月10
晶體選擇與權(quán)衡案例分析
  如何選擇一顆合適的晶體?相信這是許多工程和采購都在考慮的問題,尤其是在設(shè)計新產(chǎn)品時,許多會選擇咨詢供應(yīng)商,這確實也是一個好辦法,但是對工程來說,自己來了解這些專業(yè)知識,會對研發(fā)有更大的作用.進口或國產(chǎn)的石英晶體有很多種,品牌多到眼花繚亂,康華爾電子整理了部分相關(guān)的知識精講,以及幾個案例,為大家仔細的講解講解.
選擇晶體時需要進行以下權(quán)衡:
  ●可拉性-衡量振蕩器對頻率變化的脆弱性
  ●能量消耗
  ●啟動時間-上電后達到穩(wěn)定振蕩所需的時間
  ●包裝尺寸
  ●成本
權(quán)衡:可拉性與功耗
  具有低可拉性的石英晶體諧振器需要更大的負載電容.每個振蕩周期都必須消耗電容器能量,因此,較大的負載電容器意味著較高的功率損耗.許多微控制器數(shù)據(jù)手冊都建議為負載電容器提供最大值,以減少驅(qū)動電路中的功耗.所以你需要權(quán)衡;堅固性或功耗.
  需要澄清的是,這種折衷取決于所選晶體的CL要求.而不是CL1和CL2值.如果需要降低功耗或提高可拉性,請選擇需要不同CL的新晶體.
權(quán)衡:啟動時間與封裝尺寸
  較小的晶體封裝具有較大的ESR.較大的ESR提供較大的臨界增益(gm_crit),從而降低了增益裕度.增益裕度降低意味著晶體需要更長的啟動時間.
交易?成本
  有些晶體比其他晶體便宜.我要說的是,價格更高的晶振意味著更好的質(zhì)量.但這有時是真的.就電容器而言,在皮法拉范圍內(nèi),C0G幾乎可用.它們的公差為+/-5%,適用于振蕩器電路.
例1:為STM32設(shè)計8MHz晶體振蕩器
  讓我們?yōu)镾TM32F427設(shè)計一個8MHz的晶體振蕩器電路.
 
步驟1:選擇水晶
  我們對晶體有什么容忍度?
STM32F427數(shù)據(jù)表規(guī)定了以下內(nèi)容:
  1. 對于4-26MHz晶體,Gm_crit_max=1mA/V
  2. 頻率公差必須為+/-500ppm或更高
  3. 建議將CL1和CL2分別設(shè)置在5pF至25pF之間
  4. 讓我們從TXC中選擇7A-8.000MAAJ-T.盡管STM32的引腳間距為0.5mm,但SMD晶振的小尺寸允許我們將其放置在靠近STM32的位置.
該晶體具有以下特性:
  CL=18pF
  ESR=60Ω
  頻率穩(wěn)定性=50ppm
  頻率容差=30ppm
  C0=7pFmax
  驅(qū)動電平=500uWmax
步驟2:檢查微控制器是否可以驅(qū)動晶體
  首先,計算gm_crit:
 
  因此,gm_crit低于Gm_critmax.振蕩器電路將可靠地啟動.
步驟3:晶體可以處理功率損耗嗎?
  接下來,大致估算電路的驅(qū)動電平:
 
  計算得出的驅(qū)動電平低于晶體的最大允許驅(qū)動電平500uW.
步驟4:選擇負載電容器CL1和CL2
  假設(shè)C雜散=5pF(STM32的應(yīng)用筆記AN2867建議將此作為初始估計值),則:
 
  STM32建議將CL1和CL2保持在25pF以下.供應(yīng)商僅庫存24pF和27pF電容器;不存在26pF電容器.選擇24pF或27pF電容器都可以.
例2:為ATMEGA328選擇16MHZ石英晶體振蕩器
  該芯片似乎很受歡迎.讓我們在其上放一個16MHz的晶體-就像Arduino一樣.
 
步驟1:選擇水晶
  我們對晶體振蕩器的容忍度是多少?
ATMega328數(shù)據(jù)表規(guī)定了以下內(nèi)容:
  1.為了適合安全工作,16MHz的最小電壓為3.78V,如圖3所示.要驅(qū)動16MHz時鐘,我們必須在3.78V或更高電壓下運行,為此設(shè)計,我們在5V下工作.
  2.建議的CL1和CL2分別在12pF至22pF之間
 
  從TXC晶振中選擇9B-16.000MAAE-B.
該晶體具有以下特性:
  CL=12pF
  ESR=30Ohm
  頻率穩(wěn)定性=30ppm
  頻率容差=30ppm
  C0=7pFmax
  驅(qū)動電平=500uWmax
步驟2:檢查微控制器是否可以驅(qū)動晶體
  ATMega328的數(shù)據(jù)表中沒有跨導(dǎo)規(guī)范.
  一旦安裝了PCB,您將必須讓嵌入式開發(fā)人員設(shè)置正確的保險絲以啟用有源晶振-這在Atmel工作室中很容易做到.
步驟3:晶體可以處理功率損耗嗎?
  接下來,大致估算電路的驅(qū)動電平:
 
  驅(qū)動器級別估計過高.但是,一旦選擇了CL1并表明設(shè)計的功耗是可以忍受的,我們就可以改善這一估計.
步驟4:選擇負載電容器CL1和CL2
  假設(shè)C雜散=5pF,則:
 
  AVX出售適用于該電路的一系列14pFC0G陶瓷電容器.
  額外步驟:改善DL估算
  從AN2867開始,
 
  這使Ctot=16.5pF,DLESTIMATE=258uW.
  我通常不使用此方程式的原因是,它要求在檢查驅(qū)動器級別之前已知CL1.如果來自初始估算的驅(qū)動電平很小,通常可以使用上面的公式來表明您的進口晶振選擇是合適的.
晶體選擇與權(quán)衡案例分析

正在載入評論數(shù)據(jù)...

發(fā)表評論:

姓名:
郵箱:
驗證: 驗證碼
正文:

歡迎參與討論,請在這里發(fā)表您的看法、交流您的觀點。

誠征下列地區(qū) 晶振 | 石英晶振 | 圓柱晶振 | 貼片晶振 | 陶瓷晶振 | 石英晶體諧振器 | 頻率元件 的合作伙伴:
深圳市 廣州市 北京 上海 東莞 佛山 中山 順德 珠海 杭州 溫州 武漢 長沙 南京 大連 長春 西安 鄭州 澳門 沈陽 南寧 昆明 濟南 重慶 成都
有源晶振,表晶,石英晶振,,貼片晶振,聲表面濾波器,陶瓷晶振,陶瓷霧化片,陶瓷濾波器,微孔霧化片,微孔霧化片,單片158KHz微孔霧化片,單片陶瓷霧化片,霧化片,進口晶振,F11聲表面濾波器,TO-39聲表面濾波器,3*3貼片聲表面濾波器,KDS晶振,愛普生晶振,精工晶振,村田晶振,京瓷晶振,NDK晶振,NX3225SANDK晶振,NX5032GANDK晶振,有源晶振,溫補晶振,KDS晶振DST310S,愛普生晶振FC-135,愛普生晶振MC-146,精工晶振SC-32S,精工晶振SSP-T7;
在線客服
在線客服
close
在線客服 康華爾微信號
康華爾公眾號