0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

硬件电路设计之晶体与晶振电路设计

CHANBAEK 来源: 一杯苦Coffee 作者: 一杯苦Coffee 2023-11-22 10:44 次阅读

1 简介

晶体与晶振在电路设计中的应用十分广泛,对于数字电路,一个稳定的时钟信号,是系统稳定的前提。

2 晶振与晶体的区别

2.1 晶振与晶体的特性

晶振

晶振的全称是 有源晶振(振荡器 ),英文名称 Oscillator 。其内部自带谐振电路,通电后即可产生时钟信号。

注意 : 无源晶体,有源晶振。 这个说法不够准确,但是能体现二者的差别。

晶体

晶体的英文名称Crystal或者 XTAL 。晶体自身无法起振, 需要借助外部电路才能输出时钟信号 。

2.2 二者区别

对比项晶体晶振
电源无需电源 ,但需要外部电路需要电源
输出一个输出,一个输入只有一个输出
方向没有方向 ,正反均能使用。有方向
PIN脚2个或者4个PIN脚4个PIN脚

3 无源晶振电路设计

匹配电容是什么

单片机外部的的晶振电路通常如上图,其中 CL1和CL2为匹配电容 ,且 CL1和CL2的电容值通常相等。

图片

配电电容计算过程

匹配电容的计算,通常按照下面的公式进行计算:

图片

其中,各个参数意义见下表:

序号名称意义
1CL负载电容
2CL1匹配电容1
3CL2匹配电容2
4CS寄生电容,一般取3~5pF。

案例分析

此处以CX3225SA25000D0FPQCC为例,具体参数如下:

图片

可见,负载电容为8pF,寄生电容取4pF,匹配电容为:

图片

可见匹配电容的取值应在8pF左右。

电阻的选择

晶振附近通常会并联或者串联上一个电阻,连接的方式不同,当然其功能也不同。

图片

并联电阻的功能

1.降低晶体的Q值;

2.抑制EMI,EMI不过时,可减小阻值;

3.提供直流工作点;

4.使门电路工作于线性区。

串联电阻的功能

1.降低晶体的激励功率,防止损坏;

2.限制振荡幅度。

4 晶振电路设计

图片

关键参数

频率大小 。但 频率越高,频差越大 ,从综合角度考虑,一般工程师会选用频率低但稳定的晶振,自己做倍频电路。

频率稳定度 :关键参数。 指在规定的工作温度范围内,与标称频率允许的偏差,用ppm(百万分之一)表示。一般来说,稳定度越高或温度范围越宽,价格越高。

电源电压 :常用的有1.8V、2.5V、3.3V、5V等,其中 3.3V应用最广 。

输出电平标准 :根据需要采用不同输出。(HCMOS,SINE,TTL,PECL,LVPECL,LVDS,HSCL,PLL等)每种输出类型都有它的独特波形特性和用途 。

工作温度范围:工业级标准规定的-40~+85℃这个范围往往只是出于设计者们的习惯,倘若-20℃~+70℃已经够用,那么就不必去追求更宽的温度范围。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 振荡器
    +关注

    关注

    28

    文章

    3811

    浏览量

    138859
  • 电路设计
    +关注

    关注

    6664

    文章

    2426

    浏览量

    203200
  • 数字电路
    +关注

    关注

    193

    文章

    1600

    浏览量

    80488
  • 时钟信号
    +关注

    关注

    4

    文章

    445

    浏览量

    28506
  • 晶振电路
    +关注

    关注

    7

    文章

    92

    浏览量

    25271
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    电路设计诀窍,工程师必备技巧!

    振作为时钟电路中必不可少的信号传递者,单片机要想正常运作就需要存在。因此,在电子电路设计中也少不了
    的头像 发表于 11-13 17:01 732次阅读
    <b class='flag-5'>晶</b><b class='flag-5'>振</b><b class='flag-5'>电路设计</b>诀窍,工程师必备技巧!

    压电石英水晶子的电路设计

    的设计概述|振荡电路设计的关键参数驱动级(DL),|振荡频率和负载电容(CL)
    发表于 01-04 20:19

    晶体电路设计

    从事电子设计7年了,发觉这两本书挺好的,发上来给大家分享一下附件晶体电路设计(上)放大电路技术的实验解析.pdf42.5 MB晶体电路设计
    发表于 12-13 09:04

    电路设计指南

    分析了晶体振荡器的模型,给出了电路的设计及计算方法。
    发表于 01-27 18:11

    电路设计方案,电路中各元器件的作用是什么?

    具有的等效电气特性电路设计方案,电路中各元器件的作用是什么?消除
    发表于 04-13 06:19

    硬件电路设计中涉及到时钟信号的包括哪些

    硬件电路设计中的晶体有何特征?晶体的负载电容如何确定呢?硬件电路设计中的
    发表于 01-17 07:08

    国民技术MCU应用笔记连载(1)——AN_N32g45x系列电路设计

    针对两种晶体( H SE 、 LSE )的硬件电路设计来讨论,包括一些关键参数的解释、元件功能说明、画板布线要求和常见问题总结,以便用户能够快速完成
    发表于 06-30 15:35

    电路设计指南

    电路设计指南,可以参考一下
    发表于 07-05 10:27

    电压控制端的外围电路设计

    外围电路设计外围电路设计
    发表于 12-25 09:50 14次下载

    晶体振荡电路设计_CN

    晶体振荡电路设计_CN,晶体振荡电路设计_CN,晶体振荡电路设计_CN
    发表于 12-25 09:50 11次下载

    恒温电路图大全(五款恒温电路设计原理图详解)

    本文主要介绍了恒温电路图大全(五款恒温电路设计原理图详解)。恒温
    发表于 03-02 14:27 3.6w次阅读
    恒温<b class='flag-5'>晶</b><b class='flag-5'>振</b><b class='flag-5'>电路</b>图大全(五款恒温<b class='flag-5'>晶</b><b class='flag-5'>振</b><b class='flag-5'>电路设计</b>原理图详解)

    晶体电路设计放大电路技术的实验解析详细中文概述

    本文的主要内容是介绍了晶体电路设计放大电路技术的实验解析详细中文概述
    发表于 04-23 14:20 87次下载
    <b class='flag-5'>晶体</b>管<b class='flag-5'>电路设计</b><b class='flag-5'>之</b>放大<b class='flag-5'>电路</b>技术的实验解析详细中文概述

    石英的基本特性及电路设计分析

    石英是一种高精度、高稳定度的振荡器,是利用石英晶体的压电效应而制成的谐振组件,以取代LC 选频电路,广泛应用于各类电子产品的振荡电路中,
    发表于 10-03 09:13 2995次阅读

    电路的作用是什么 电路的原理

    在电子电路设计中,我们经常会用到电路,然而部分人不知道
    的头像 发表于 07-06 15:34 8.4w次阅读

    无源的选型理念 无源的EMC电路设计

    引言:无源电路虽然简单,但是因为它是整板最核心的基本元件,需要在超长的年限里保持工作稳定,并且它是一个高频辐射源,产品初期的设计缺陷容易导致EMC测试失败,所以无源
    的头像 发表于 08-19 17:50 4369次阅读
    无源<b class='flag-5'>晶</b><b class='flag-5'>振</b>的选型理念 无源<b class='flag-5'>晶</b><b class='flag-5'>振</b>的EMC<b class='flag-5'>电路设计</b>