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(多图) 晶体振荡器的原理与操作:第4部分——晶体振荡器–技术规范解读(2)

Ashish Kumar与Pushek Madaan?? 2014年06月09日 ?? 收藏0
在本系列的上篇文章中,我们介绍了晶体的一些重要技术规范,例如晶体牵引范围、驱动功率、晶体稳定性与温度变化的关系,以及老化等。在这个部分,我们将继续探讨其余的技术规范,例如启动时间、晶体泛音和寄生波模。

启动时间:晶体振荡器启动时间是非常重要的参数,系统设计人员在使用之前必须查看数据表。在器件加电后并不会立即建立振荡,而是要等待几毫秒至几秒的时间。启动时间取决于各种参数,例如晶体频率、额定负载电容、倒相放大器的增益和负电阻等。造成启动时间长的一些主要原因有:

●具有很高的Q值和(或)高额定负载电容的晶体启动相对较慢。

●具有高ESR电阻的晶体比低ESR电阻的晶体启动慢,因为高ESR会导致低振荡容差(对负电阻的裕量)。

●较弱的环路增益也会导致较长的启动时间,因为与稳定的振荡相比,在启动过程中需要比较高的放大率或增益。

振荡器电路设计人员提供一种负载电容覆盖机制,用以改进启动时的负电阻。振荡一旦实现后负载电容就会被释放,以便让晶体以额定频率运行。注意,在这种配置下负载电容被集成到芯片内部,这样在启动过程中仅需简单开关即可切断负载电容。

图1给出了晶体在启动过程中的行为。从图中可以注意到,在加电后振荡并没有立即开始。振荡在一定时间后才开始建立,期间摆动次数逐渐增加,最终达到稳定。本实例中的总启动时间约为600μs。示波器的时间标尺进行了调整以便在一个屏幕上捕捉整个范围,因此看不到单个振荡周期。

图1:晶体启动
图1:晶体启动

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第1页:启动时间

第2页:晶体泛音和寄生波模

系列文章

振荡器– 生成精确时钟源

晶体振荡器的原理与操作:第2部分——振荡器:如何生成精确时钟源

晶体振荡器的原理与操作:第3部分——晶体振荡器–技术规范解读(1)


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