无源晶振工作原理
晶振上板后在振荡回路中等同于起电感作用,与两个旁路电容一起,组成一个LC振荡器。
在石英水晶片的两边镀上电极,通过在两电极上加一定的电压,因为石英有压电效应,电压形成了,自然就会产生形变,从而给IC提供一个正弦波形。通过IC的内部整形和PLL电路后产生方波,然后输入给下级电路。
无源晶振就是一个晶体,必须要结合外围电路构成一个振荡器才能输出特定频率的信号,而这个振荡器是需要提供电源的。像MCU可以用无源晶振,是因为其内部集成有构成振荡器的电路,晶体不容易实现内部集成,就只能外加了。
无源晶振使用的注意事项
无源晶振的选型
选择合适的无源晶振对单片机来说非常重要,我们在选择晶振的时候至少必须考虑谐振频点、负载电容、激励功率、温度特性长期稳定性等参数。合适的晶振才能确保单片机能够正常工作。
由外接电容引起的晶振不稳定问题
无源晶振电路中的电容C1和C2两个电容对无源晶振的稳定性有很大影响,每一种晶振都有各自的特性,所以我们必须按晶振生产商所提供的数值选择外部电容。通常在许可范围内,C1,C2值越低越好,C值偏大虽有利于振荡器的稳定,但将会增加起振时间。
单片机晶振被过分驱动引起的问题
无源晶振被过分驱动会渐渐损耗晶振的接触电镀从而引起晶振频率的上升。我们可用一台示波器来检测无源晶振OSC频率信号输出脚,如果检测一非常清晰的正弦波且正弦波的上限值和下限值都符合时钟输入需要,则晶振未被过驱。通过调整电路中的Rd的大小来调节振荡电路对晶振输出的激励电平。一般而言,激励电平越小越好,振荡电路的稳定性和晶振的使用寿命有关。