1、品體振蕩器，簡稱晶振。在電氣上它可以等效成一個電容和 一個電阻并聯(lián)再串連一個電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個網(wǎng) 絡(luò)有兩個諧振點，以頻率的高低分其中較低的頻率是串連諧 振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩 個頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏谶@個極窄的頻率規(guī)模內(nèi)，晶振 等效為一個電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它 就會組成并聯(lián)諧振電路。這個并聯(lián)諧振電路加到一個負反響 電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的 頻率規(guī)模很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變更很午夜，這個 振蕩器的頻率也不會有很午夜的變更。晶振有一個重要的參數(shù)，那就是負載電容值，選擇與負 載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以

2、獲得晶振標(biāo)稱的諧振頻 率。一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放午夜器（注意是 放午夜器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個電容辨別 接到晶振的兩端，每個電容的另一端再接到地，這兩個電容 串連的容量值就應(yīng)該即是負載電容，請注意一般IC的引腳 都有等效輸入電容，這個不克不及忽略。一般的晶振的負載電容為15p或12.5p，如果再考慮元 件引腳的等效輸入電容，則兩個22p的電容構(gòu)成晶振的振蕩 電路就是比較好的選擇。品體振蕩器也分為無源晶振和有源晶振兩種類型。無源晶振與有源晶振（諧振）的英文名稱不合，無源晶振為cry 令狐采學(xué)創(chuàng)作令狐采學(xué)創(chuàng)作stal （品體），而有源晶振則叫做oscillator （振蕩

3、器）。無 源晶振需要借助于時鐘電路才干產(chǎn)生振蕩信號，自身無法振 蕩起來，所以“無源晶振”這個說法其實禁絕確；有源晶振 是一個完整的諧振振蕩器。諧振振蕩器包含石英（或其晶體資料）品體諧振器，陶 瓷諧振器，LC諧振器等。晶振與諧振振蕩器有其共同的交集有源晶體諧振振蕩 器。石英晶片所以能做振蕩電路（諧振）是基于它的壓電效 應(yīng)，從物理學(xué)中知道，若在晶片的兩個極板間加一電場，會 使晶體產(chǎn)生機械變形；反之，若在極板間施加機械力，又會 在相應(yīng)的標(biāo)的目的上產(chǎn)生電場，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。如 在極板間所加的是交變電壓，就會產(chǎn)生機械變形振動，同時 機械變形振動又會產(chǎn)生交變電場。一般來說，這種機械振動 的振幅是比較

4、小的，其振動頻率則是很穩(wěn)定的。但當(dāng)外加交 變電壓的頻率與晶片的固有頻率（決定于晶片的尺寸）相等 時，機械振動的幅度將急劇增加，這種現(xiàn)象稱為壓電諧振， 因此石英晶體又稱為石英晶體諧振器。其特點是頻率穩(wěn)定 度很高。石英品體振蕩器與石英晶體諧振器都是提供穩(wěn)定電路頻率 的一種電子器件。石英品體振蕩器是利用石英晶體的壓電效 應(yīng)來起振，而石英晶體諧振器是利用石英品體和內(nèi)置IC來 共同作用來工作的。振蕩器直接應(yīng)用于電路中，諧振器工作 令狐采學(xué)創(chuàng)作令狐采學(xué)創(chuàng)作時一般需要提供3.3V電壓來維持工作。振蕩器比諧振器多 了一個重要技術(shù)參數(shù)為：諧振電阻（RR），諧振器沒有電阻 要求RR的午夜小直接影響電路的性能，也是

5、各商家競爭的 一個重要參數(shù)。概述微控制器的時鐘源可以分為兩類：基于機械諧振器件的 時鐘源，如晶振、陶瓷諧振槽路；基于相移電路的時鐘源, 如：RC （電阻、電容）振蕩器。硅振蕩器通常是完全集成的RC振蕩器，為了提高穩(wěn)定性，包含有時鐘源、匹配電阻和電容、溫度賠償?shù)取D1給出了兩種時鐘源。圖1給出了兩個 分立的振蕩器電路，其中圖1a為皮爾斯振蕩器配置，用于 機械式諧振器件，如晶振和陶瓷諧振槽路。圖1b為簡單的RC反響振蕩器。C反響振蕩器。WS(b)機械式諧振器與RC振蕩器的主要區(qū)別基于晶振與陶瓷諧振槽路（機械式）的振 蕩器通常能提供很是高的初始精度和較低的溫度系數(shù)。相對 而言，RC振蕩器能夠快速啟動

6、，本錢也比較低，但通常在整個溫度和工作電源電壓規(guī)模內(nèi)精度較差，會在標(biāo)稱輸出頻率 的5%至50%規(guī)模內(nèi)變更。圖1所示的電路能產(chǎn)生可靠的時鐘 信號，但其性能受環(huán)境條件和電路元件選擇以及振蕩器電路 規(guī)劃的影響。需認(rèn)真看待振蕩器電路的元件選擇和線路板規(guī) 劃。在使用時，陶瓷諧振槽路和相應(yīng)的負載電容必須根據(jù)特 定的邏輯系列進行優(yōu)化。具有高Q值的晶振對放年夜器的選 擇其實不敏感，但在過驅(qū)動時很容易產(chǎn)生頻率漂移(甚至可 能損壞)。影響振蕩器工作的環(huán)境因素有：電磁干擾(EMI)、 機械震動與沖擊、濕度和溫度。這些因素會增年夜輸出頻率 的變更，增加不穩(wěn)定性，并且在有些情況下，還會造成振蕩 器停振。振蕩器模塊上述午

7、夜部分問題都可以通過使用振蕩器模塊避免。這 些模塊自帶振蕩器、提供低阻方波輸出，并且能夠在一定條 件下包管運行。最經(jīng)常使用的兩種類型是晶振模塊和集成硅 振蕩器。晶振模塊提供與分立晶振相同的精度。硅振蕩器的 精度要比分立RC振蕩器高，大都情況下能夠提供與陶瓷諧 振槽路相當(dāng)?shù)木?。功耗選擇振蕩器時還需要考慮功耗。分立振蕩器的功耗主要 由反響放午夜器的電源電流以及電路內(nèi)部的電容值所決定。令狐采學(xué)創(chuàng)作令狐采學(xué)創(chuàng)作CMOS放午夜器功耗與工作頻率成正比，可以暗示為功率耗散 電容值。比方，HC04反相器門電路的功率耗散電容值是90p F。在4MHz、5V電源下工作時，相當(dāng)于1.8mA的電源電流。 再加上20

8、pF的晶振負載電容，整個電源電流為2.2mA。陶瓷諧振槽路一般具有較午夜的負載電容，相應(yīng)地也需 要更多的電流。相比之下，品振模塊一般需要電源電流為10mA至60m A。硅振蕩器的電源電流取決于其類型與功能，規(guī)?？梢詮?低頻（固定）器件的幾個微安到可編程器件的幾個毫安。一種 低功率的硅振蕩器，如MAX7375，工作在4MHz時只需不到2 mA的電流。結(jié)論在特定的微控制器應(yīng)用中，選擇最佳的時鐘源需要綜合 考慮以下一些因素：精度、本錢、功耗以及環(huán)境需求。下表 給出了幾種經(jīng)常使用的振蕩器類型，并闡發(fā)了各自的優(yōu)缺 點。令狐采學(xué)晶振電路的作用電容年夜小沒有固定值。一般二三十p。晶振是給單片機提供令狐采學(xué)創(chuàng)

9、作工作信號脈沖的。這個脈沖就是單片機的工作速度。比方12M晶振。單片機工作速度就是每秒12M。和電腦的CPU概念一樣。固 然。單片機的工作頻率是有規(guī)模的。不克不及太年夜。一般24M 就不上去了。不然不穩(wěn)定。接地的話數(shù)字電路弄的來亂一點也無所謂?？窗遄由嫌袥]有模 擬電路。接處所式也是不固定的。一般串連式接地。從小信號到年 夜信號依次接。然后小信號連到接地來削減偕波對電路的穩(wěn)定性的 影響，所以晶振所配的電容在10pf50pf之間都可以的，沒有什么 計算公式?？墒侵髁魇墙尤雰蓚€33pf的瓷片電容，所以還是隨主流。晶振電路的原理晶振是晶體振蕩器的簡稱，在電氣上它可以等效成一個電容和 一個電阻并聯(lián)再串連

10、一個電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個網(wǎng)絡(luò)有兩 個諧振點，以頻率的高低分其中較低的頻率是串連諧振，較高的頻 率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個頻率的距離相當(dāng)?shù)?接近，在這個極窄的頻率規(guī)模內(nèi)，晶振等效為一個電感，所以只要 晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會組成并聯(lián)諧振電路。這個并聯(lián) 諧振電路加到一個負反響電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于 晶振等效為電感的頻率規(guī)模很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變更很 年夜，這個振蕩器的頻率也不會有很年夜的變更。晶振有一個重要的參數(shù)，那就是負載電容值，選擇與負載電容 值相等的并聯(lián)電容,就可以獲得晶振標(biāo)稱的諧振頻率。一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放年夜器（注意是放

11、年夜 令狐采學(xué)創(chuàng)作令狐采學(xué)創(chuàng)作器不是反相器)的兩端接入晶振，再有兩個電容辨別接到晶振的兩 端，每個電容的另一端再接到地，這兩個電容串連的容量值就應(yīng)該 即是負載電容，請注意一般IC的引腳都有等效輸入電容，這個不克 不及忽略。一般的晶振的負載電容為15p或12.5p，如果再考慮元件引腳 的等效輸入電容，則兩個22p的電容構(gòu)成晶振的振蕩電路就是比較 好的選擇。晶振電路中罕見問題晶振電路中如何選擇電容C1，C2?:因為每一種晶振都有各自的特性，所以最好按制造廠商所 提供的數(shù)值選擇外部元器件。:在許可規(guī)模內(nèi)，C1，C2值越低越好。C值偏年夜雖有利于 振蕩器的穩(wěn)定，但將會增加起振時間。:應(yīng)使C2值年夜于C

12、1值，這樣可使上電時，加快晶振起振。在石英晶體諧振器和陶瓷諧振器的應(yīng)用中，需要注意負載電容 的選擇。不合廠家生產(chǎn)的石英晶體諧振器和陶瓷諧振器的特性和品 質(zhì)都存在較年夜差別，在選用，要了解該型號振蕩器的關(guān)鍵指標(biāo)， 如等效電阻，廠家建議負載電容，頻率偏差等。在實際電路中，也 可以通過示波器觀察振蕩波形來判斷振蕩器是否工作在最佳狀態(tài)。 示波器在觀察振蕩波形時，觀察OSCO管腳(Oscillator output)， 應(yīng)選擇100MHz帶寬以上的示波器探頭，這種探頭的輸入阻抗高， 容抗小，對振蕩波形相對影響小。(由于探頭上一般存在1020pF 的電容，所以觀測時，適當(dāng)減小在OSCO管腳的電容可以獲得更

13、接 令狐采學(xué)創(chuàng)作令狐采學(xué)創(chuàng)作近實際的振蕩波形)。工作良好的振蕩波形應(yīng)該是一個漂亮的正弦 波，峰峰值應(yīng)該年夜于電源電壓的70%。若峰峰值小于70%，可適當(dāng) 減小OSCI及OSCO管腳上的外接負載電容。反之，若峰峰值接近電 源電壓且振蕩波形產(chǎn)生畸變，則可適當(dāng)增加負載電容。用示波器檢測OSCI(Oscillator input)管腳，容易招致振蕩器 停振，原因是：部分的探頭阻抗小不成以直接測試，可以用串電容的辦法來進 行測試。如經(jīng)常使用的4MHz石英晶體諧振器，通常廠家建議的外 接負載電容為1030pF左右。若取中心值15pF，則C1，C2各取30pF 可獲得其串連等效電容值15pF。同時考慮到還另外存在的電路板散 布電容，芯片管腳電容，晶體自身寄生電容等城市影響總電容值， 故實際配置C1，C2時，可各取2015pF左右。并且C1，C2使用瓷 片電容為佳。問：如何判斷電路中晶振是否被過分驅(qū)動？答：電阻RS經(jīng)常使用來避免晶振被過分驅(qū)動。過分驅(qū)動晶振會 漸漸損耗減少晶振的接觸電鍍，這將引起頻