晶振上板上电后频偏怎么办?以无源晶振24MHz在蓝牙产品的应用为例:
晶振电气参数
- 标称频率(Nominal Frequency)=24MHz
- 负载电容(CL)=18pF
- 调整频差(Frequency Tolerance)=±10ppm
该无源晶振24MHz上板上电后实测数据如下:
如上图,晶振本身频率精度为±10ppm,上板频偏也应处于±10ppm以内。但上电后实测频偏为24.001368MHz,换算成ppm(24.001368-24.000000)/24×1000000=57PPM。表示晶振频率偏正了57ppm-10ppm=47ppm。那么,该怎样做才能把晶振校正到正常频偏呢?晶诺威科技建议如下:
调整软件的电容(pF)值,这需要客户端对软件进行调整。首先找到合适的电容值,并在软件中写进该正确值。
调整电路板上的电容(pF)值,假设电路板上的匹配电容是18pF,晶振单体TS值(即频率牵引值)是±15ppm。现在晶振频率实际偏正向,因此我们需要增大匹配电容(pF)值。我们可以尝试把电容改成22pF。电容值增大,频率下降。如下图所示:
如果客户不同意调整前两项参数,我们可以通过调整晶振负载电容值(CL)来降低输出频率。比如:选择较低负载晶振。此时需要注意:1、请参考TS值来选择晶振合适的负载值CL。2、请关注晶振输出波形幅度是否依旧满足需求。
如何最大化程度地减少晶振频偏的影响?
1、选择温度系数较低的晶振,可以减小温度变化对晶振频率的影响。
2、确保电源电压稳定,避免过高或过低的电压影响晶振的频率。
3、根据实际应用情况,选择合适的负载阻抗,确保晶振能够正常工作。
4、将晶振安装在正确的位置,确保其不受震动的影响。同时,在安装时可以采取一些措施来减小应力对晶振的影响,如使用橡胶垫等。
5、对于需要高精度时钟信号的应用,可以定期对晶振进行校准,以确保其频率的准确性。
通过上述措施,我们可以较大程度地减小晶振频偏的影响,提高系统的稳定性和准确性。当然,在实际应用中,我们还需要根据具体的情况和需求,灵活采用不同的方法来解决问题。
其它注意事项
1、在选择晶振时,需要了解其性能参数,如频率范围、温度系数、负载电容等,以确保其能够满足实际应用的需求。
2、在安装和使用晶振时,需要注意其电气性能,如阻抗、相位噪声等,以确保其能够正常工作并满足系统的要求。
3、晶振容易受到其它高频元件的干扰,因此需要采取一些措施来减小干扰的影响,如使用屏蔽线、滤波器等。
4、对于一些重要的时钟信号,需要采取一些保护措施,如使用稳压器、滤波器等,以减小电源波动和负载变化对晶振的影响。