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MCU晶體旁邊電容的作用及振蕩電路的分析

作者: 時(shí)間:2015-09-18 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  簡(jiǎn)介:絕大多數(shù)的愛好者對(duì)晶體兩邊要接一個(gè)22pF附近的不理解,因?yàn)檫@個(gè)有些時(shí)候是可以不要的。參考很多書籍,講解的很少,往往提到最多的是起穩(wěn)定作用,負(fù)載之類的話,都不是很深入理論的分析。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/280340.htm

  問(wèn)題是很多愛好者不去關(guān)心這兩個(gè)電容,他們認(rèn)為按參考設(shè)計(jì)做就行了,本人也是如此,直到有一次一個(gè)手機(jī)項(xiàng)目就因?yàn)檫@個(gè)電容出了問(wèn)題,損失了幾百萬(wàn)之后,才開始真正的考慮這個(gè)電容的作用。

  其實(shí)的振蕩電路的真名叫“三點(diǎn)式電容振蕩電路”,請(qǐng)參考網(wǎng)頁(yè)中的圖片。

  

f1.jpg

 

  Y1是晶體,相當(dāng)于三點(diǎn)式里面的電感,C1和C2就是電容,5404和R1實(shí)現(xiàn)一個(gè)NPN的三極管,大家可以對(duì)照高頻書里的三點(diǎn)式電容振蕩電路。接下來(lái)分析一下這個(gè)電路。

  5404必需要一個(gè)電阻,不然它處于飽和截止區(qū),而不是放大區(qū),R1相當(dāng)于三極管的偏置作用,讓5404處于放大區(qū)域,那么5404就是一個(gè)反相器,這個(gè)就實(shí)現(xiàn)了NPN三極管的作用,NPN三極管在共發(fā)射極接法時(shí)也是一個(gè)反相器。

  接下來(lái)用通俗的方法講解一下這個(gè)三點(diǎn)式振蕩電路的工作原理,大家也可以直接看書。

  大家知道一個(gè)正弦振蕩電路要振蕩的條件是,系統(tǒng)放大倍數(shù)大于1,這個(gè)容易實(shí)現(xiàn),相位滿足360°,接下來(lái)主要講解這個(gè)相位問(wèn)題:

  5404因?yàn)槭欠聪嗥?,也就是說(shuō)實(shí)現(xiàn)了180°移相,那么就需要C1,C2和Y1實(shí)現(xiàn)180°移相就可以,恰好,當(dāng)C1,C2,Y1形成諧振時(shí),能夠?qū)崿F(xiàn)180移相,這個(gè)大家最簡(jiǎn)單的可以以地作為參考,諧振的時(shí)候,C1、C2上通過(guò)的電流一樣,地在C1、C2中間,所以恰好電壓相反,實(shí)現(xiàn)180移相。

  當(dāng)C1增大時(shí),C2端的振幅增強(qiáng),當(dāng)C2降低時(shí),振幅也增強(qiáng)。

  有些時(shí)候C1,C2不焊也能起振,這個(gè)不是說(shuō)沒(méi)有C1,C2,而是因?yàn)樾酒_的分布電容引起的,因?yàn)楸緛?lái)這個(gè)C1,C2就不需要很大,所以這一點(diǎn)很重要。接下來(lái)分析這兩個(gè)電容對(duì)振蕩穩(wěn)定性的影響。

  因?yàn)?404的電壓反饋是靠C2的,假設(shè)C2過(guò)大,反饋電壓過(guò)低,這個(gè)也是不穩(wěn)定,假設(shè)C2過(guò)小,反饋電壓過(guò)高,儲(chǔ)存能量過(guò)少,容易受外界干擾,也會(huì)輻射影響外界。C1的作用對(duì)C2恰好相反。因?yàn)槲覀儾及宓臅r(shí)候,假設(shè)雙面板,比較厚的,那么分布電容的影響不是很大,假設(shè)在高密度多層板時(shí),就需要考慮分布電容,尤其是VCO之類的振蕩電路,更應(yīng)該考慮分布電容。

  有些用于工控的項(xiàng)目,建議不要用晶體的方法振蕩,二是直接接一個(gè)有源的晶振

  很多時(shí)候大家會(huì)用到32.768K的時(shí)鐘晶體來(lái)做時(shí)鐘,而不是用單片機(jī)的晶體分頻后來(lái)做時(shí)鐘,這個(gè)原因很多人想不明白,其實(shí)這個(gè)跟晶體的穩(wěn)定度有關(guān),頻率越高的晶體,Q值一般難以做高,頻率穩(wěn)定度不高,32.768K的晶體穩(wěn)定度等各方面都不錯(cuò),形成了一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),比較容易做高。

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