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    數字電路的時鐘信號源:無源晶振電路與有源晶振電路對比

    關于數字電路的時鐘信號源:無源晶振電路與有源晶振電路對比如下:

    對于數字電路中基于時鐘信號才能工作的芯片來說,有兩種選擇:

    • ?芯片內置時鐘電路,通過編程器配置或外部設置就能產生時鐘信號,內部時鐘往往頻率精度較低。
    • ?外接晶振電路產生時鐘信號。由晶振提供的時鐘信號具備高精度及高穩定性等特點。

    外部晶振電路分為無源晶振電路和有源晶振電路兩種類型可選:

    • 無源晶振電路

    數字電路的時鐘信號源:無源晶振電路與有源晶振電路對比

    無源晶振提供的時鐘電路是通過無源晶振(石英晶體諧振器)增加兩個匹配電容(別稱:起振電容、接地電容、外接電容等,一般在10-30PF左右),再配合芯片內部的振蕩電路產生時鐘信號。

    • 有源晶振電路

    數字電路的時鐘信號源:無源晶振電路與有源晶振電路對比

    此種時鐘電路是通過有源晶振(石英晶體振蕩器)直接接上電源就能產生時鐘信號。

    關于電路中用選用哪一種晶振,則主要取決于芯片方案的參考設計及穩定性要求。與無源晶振相比,有源晶振的突出特點是穩定性更好。分析如下:

    • 無源晶振(石英晶體諧振器)的應用

    無源晶振的兩個時鐘引腳接到芯片的時鐘輸入(Xin)入及輸出腳(Xout),同時需要增加兩個匹配電容使用。產生的時鐘頻率除了由晶振本身決定,主要還受兩個匹配電容值及電路板產生的雜散電容的影響,芯片本身或多或少對頻率也有輕微影響。時鐘波形幅度除由晶振本身決定,芯片內的振蕩電路對其也會產生影響。

    • 有源晶振(石英晶體振蕩器)的應用

    有源晶振電路比較點單,給電壓輸入腳提供額定電源,頻率輸出腳接到芯片時鐘輸入腳,即可產生所需時鐘信號。有源晶振產生的時鐘信號的頻率或波形完全取決于有源晶振本身,其特點是不受其它參數影響,驅動能力強,可以同時帶多個芯片。對于有源晶振來說,確定了頻率、工作電壓及頻率精度,一般情況下就可以了。

    關于無源晶振的負載電容和匹配電容(外接電容)注意事項

    1、在實際應用中,對于負載電容CL和實際電路中接的兩個用于調整頻率的匹配電容,大家非常容易搞混,需要特別注意一下。

    2、對于無源晶振,常規的電容值一般在10pF–30PF之間(22pF~ 27PF)選用較多,簡單的應用實際上這些值都可以選用,但是對于要求較高或當出現異常時我們需要精準分析。

    3、匹配電容一般情況下主要是對頻率進行調節,偏大或偏小都會對頻率有一定影響,但是若差的非常遠則會導致頻率直接誤差遠超出正常值,造成電路工作不正?;蛑苯油V构ぷ?。對于要求高的電路或易出問題的電路,匹配電容不可輕視。對于無源晶振,如果是有特別要求的電路芯片,需要提出負載電容的要求,甚至直接在實際電路中配合固定的匹配電容值,現場測試出頻率參數。如有異?;蚓炔蛔阍儆蓮S家進行調整以達到匹配芯片時鐘電路的最佳狀態,如藍牙、WIFI、GPS及RF射頻類產品。

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