下面我们通过举例介绍一个晶振的规格书参数,来和大家分享下怎么选型一个合适的晶振,以及涉及到的部分计算内容。下面是某个晶振的参数规格书。
Load Capacitance(负载电容):负载电容Cl=((CL1*CL2)/(CL1+CL2))+Cs(PCB寄生电容)。CL1和 CL2,是我们PCB上实际加的两个pf级别电容负载。 由前面的描述我们知道晶振起振条件为:闭环增益应大于1,并且总相移为360°。并且反相器提供了一个180°的相移,那么另外的180°相移从哪里来呢?CL1&CL2和动态电感生成反馈所需要的另一个180°的相移。一般Cs(PCB寄生电容)的值为3-5pf。
增益裕量:是指输出端电流和输入电压的比值。Gm(pcb)=4*ESR(晶振等效电阻,晶振规格书可以得到)*(2Πf)²*(C0(晶振寄生电容)+CL(寄生电容))。Gm(MCU晶振部分跨导,MCU规格书得到).Gm/Gm(pcb)为增益裕量>5。增益裕量≥5是保证起振的必要条件。前面说的一些高低温晶振失效从深层原因来看很多都是ESR发生变化,不能满足增益裕量≥这个条件,增益裕量可以给我们解决晶振失效问题提供一个思路。
Dl(驱动level):描述的是晶振的功耗。功耗要在某一范围内,否则晶振可能会过驱动。过大的电流会使晶体振幅加大,温度升高,频率偏移,长期工作在过驱动情况下会对晶体本身造成损害。Dl=i²*ESR.i为晶振电流的有效值,这个值可以通过示波器测试出来。如果 Dl< DL晶振,就没必要使用外部电阻。这个单位一般是mw级别的
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