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参考频率设计:晶体振荡器的运行和特点

参考频率设计:晶体振荡器的运行和特点
来源:EEWORLD 时间:2014-07-03
    晶体振荡器产生非常精准参考时钟的方式,现在,假设你们有一个收音机(或者两个,因为你想让它们交流),为了使用它,你们要买一个晶振。那你需要了解晶振的哪些特性?
 
    首先,你需要选择在合适的频率可以共振的晶振。你的收音机也许会支持多个参考频率,或者它只支持一个特定的值。通常PLL参考时钟是10-50MHz(当然也要注意32MHz晶振或者其它多种的晶振也会需要,去产生一个实时时钟,一会我们就会详细讨论这方面)。现在我们用SimpleLink CC2540蓝牙低功耗解决方案为例。(CC2540的数据手册可以从这个网站查看//www.ti.com/product/cc2540?DCMP=blog-frequency2&HQS=blog-frequency2-pf1)



 
    在上面的截图中,你可以看出CC2540支持 6<ESR<60OHMS 32mhz="" br="" butterworth="" van="">
    
 

    并联电容Co是由于晶振的封装产生的,Lm和Cm是石英晶振的动态电感和电容。Rm是晶体在振荡中的能量损失。等效的串联电阻(ESR)等于Rm(1+Co/CL)2 。在SimpleLink CC2540的晶振电路必须产生足够的“负电阻”去消除ESR的能量消耗来维持振荡。负载电容CL不在BVD模型中,但是对于每一个晶振都是特别的。为了在32MHz这个点上得到共振,晶振必须配个负载电容CL。如果你使用的晶振负载电容是10pF,但是只配了个5pF的电容,那你得到的频率会比你想要的频率高,也许是32.0018MHz,比32MHz高了56ppm,用这个作为PLL的参考不符合蓝牙低功耗说明(https://www.bluetooth.org/docman/handlers/downloaddoc.ashx?doc_id=229737)标准。同样,你配的负载电容比要求的高就会得到比你想要的频率低。如果负载电容过于高,你的晶振振荡器也许不能抵消晶体ESR所带来的能量损失而不能起振。权衡了尺寸和性能的情况下,有很多不同的晶振选择满足CC2540的要求。更多晶振选择指导见://www.ti.com/blog-frequency2-lp1
 
    总之,选择一个晶振要确保正确的中心频率,它的ESR和CL能支持你的收音机。
 
    在接下来的三个部分,我会继续钻研这个话题。
 
    原文://e2e.ti.com/blogs_/b/connecting_wirelessly/archive/2013/11/20/frequency-references-crystal-oscillator-operation-and-specs.aspx
 
    更多关于晶振相关内容,请访问TI无线连接专栏。

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