原创 晶振电路设计中需要考虑哪些因素？

Q: 晶体振荡电路是什么？

A: 振荡电路是能够产生大小和方向随着周期发生变化的振荡电流。这种振荡电流电路称为振荡电路。振荡电路是由放大器和反馈网络组成。放大电路可以补充能量损耗。正反馈网络可以使电路产生正弦波信号。

Q: 晶振电路设计中需要考虑哪些因素？

A: 在设计振荡器电路时，需要注意以下6点：谐振电路，负载电容，激励电平，频率和振荡模式，走线设计，负阻抗。

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1. 谐振电路 (串联/并联）

晶体本身无法产生振荡信号，需要借助外部振荡电路实现振荡。振荡电路分为串联和并联。

• 串联振荡器电路：反馈性振荡器，由放大器和反馈网络组成。石英谐振器和负载电容串联。谐振器为纯阻性。
• 并联型振荡电路：晶振的引脚和芯片内部的反相器链接，结合匹配电容，电阻组成皮尔斯振荡器。

2. 负载电容

负载电容是选购KOAN晶体必选的参数之一。晶体的频率会根据串联的电容电抗而改变。在串联谐振型电路中，不需要负载电容。

• CL值大，远端相位噪声好。
• 如果过大，则会难调整到标称频率，不易起振。
• CL值小，近端相位噪声好，容易调整频率，容易起振。

3. 激励电平

激励电平是晶体在工作时消耗的电量，通常以毫瓦和微瓦来表示。激励电平过高会导致KOAN晶振不稳定，加快老化等问题出现。

• Drive Level = (Irms2 x R)
• Irms =测得的流经石英晶体的均方根电流
• R = 石英晶体的最大电阻

4、 频率以及振荡模式

晶片越薄，振荡频率就越高。由于工艺的限制和晶片破裂的风险，晶片不能无限的薄。为了达到高频，20mhz基频的晶片，经过五次泛音就可达到100mhz。

5. 设计

减少平行走线，走线尽量短，减少杂散电容。

6. 负阻抗

最常用的测试裕量的方法是负阻测试。在晶振支路上串联一个电阻，这个阻值的大小一般为3到5倍的晶振内阻。当加入这个负载电阻后，如果整个KOAN晶振电路还是可以正常起振，我们就基本上可以判定这个晶振拓扑是稳定的。