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    有源晶振輸出負載及以晶振為驅動的常見電路介紹

    有源晶振輸出負載及以晶振為驅動的常見電路介紹

    晶諾威科技石英晶體振蕩器(有源直插晶振)PXO8 11.0592mhz 5V 20PPM測試數據

    有源晶振輸出負載及晶振驅動電路介紹如下:

    • 正弦波:負載50歐姆或1k歐姆
    • 準正弦波:10K歐姆并聯10PF電容
    • 方波:N個TTL負載或N個PF電容

    此外還有差分輸出PECL、LVDS等高頻(100MHz以上)常用的,實際使用中晶振的輸出個別用于驅動以下電路形式:同軸電纜類的長線輸出與濾波器類的電路的輸出。這兩種電路個別適用于50歐姆的負載,這是因為以上兩種電路個別需要50歐姆負載作匹配,在射頻領域還有75歐姆、300歐姆等特性阻抗,需要時要加以說明。此類的輸出波形最適宜的為正弦波,正弦波經過長線傳輸后波形只是幅度有所衰減,波形并不會有畸變。

    1、門電路的輸入

    要驅動門電路,須要講究高電平、低電平、占空比、上升沿、下降沿等指標,否則難以順利驅動。因而方波是最適宜的波形。門電路也有TTL和CMOS門的區分,但目前主流的電路都實現了TTL/CMOS的兼容,作為高阻抗的輸入,其輸入的電阻成分阻值很大,但具備肯定的容性阻抗。

    例如典范的74HC04與非門的輸入阻抗約為3.5PF(有時候晶振輸出不止驅動一個門,因而方波負載通常為15PF,這樣能夠驅動3~4個門,有種高驅動才能的重負載為30PF,能夠驅動更多個門)。當然,也有為低功耗電路應用而專門設計的低負載(10PF)晶體振蕩器。

    2、代替晶體諧振器作為振蕩電路的輸入?

    在很多電子芯片中都能夠直接使用晶體諧振器做為時鐘脈沖產生器,假如要求更高質量的時鐘,也會用到晶體振蕩器。

    例如常用的單片機AT89C51,其管腳XTAL1和XTAL2本是用來接晶體諧振器的(另外須要2個電容),假如用來接晶體振蕩器:分析其內部電路可知,XTAL1腳為其內部振蕩電路的輸入端,輸入阻抗很高,放大倍數很大,因而較小的波形就能夠使其觸發工作(峰峰值100mV~1V),特別適宜于準正弦波的驅動。

    • 正弦波輸出的晶振也能夠對其驅動,但需要在輸入端加阻抗匹配電阻,對晶振的輸出也是一種浪費。方波輸出的晶振也能夠對其驅動,但因方波輸出幅度太大,存在過分驅動的嫌疑,過分驅動的害處就是會使時鐘電路的噪聲變大,假如對噪聲不敏感,也能夠這樣用。
    • 方波輸出的晶振最好接入XTAL2管腳,XTAL2管腳是門電路輸入和輸出的并聯,其輸入阻抗較低,須要的驅動電平較大(至少要達到TTL電平低電平小于0.4V,高電平大于2.4V的規范)。用正弦波或準正弦波須要其帶負載時峰峰值達到2V以上才能夠。

    說明:接晶體振蕩器時,管腳上的2個電容個別是不需要的。

    3、三極管、高速運放電路的輸入

    有時候用戶為實現整形、放大等目標,用三極管、高速運放對晶振波形進行處理,這種狀況下負載阻抗個別不是太重,用正弦波的波形最為適宜。須要提供負載、波形幅度等參數。

    4、對EMI、頻率干擾有特別要求的電路

    這種電路要求輸出的高次諧波成分很小,因而不論驅動的是什么電路,都以正弦波(Sine wave)為最好。

    方波輸出分為:TTL電平和CMOS電平

    • TTL電平輸入低電平<=0.8V,高電平>=2.0V;輸出低電平<0.4V,高電平>2.4V,最大低電平和最小高電平之間是無效電壓。
    • CMOS電平輸入低電平<0.3Vcc,輸入高電平>0.7Vcc,輸出低電平<0.1Vcc(接近于0),輸出高電平>0.9Vcc(接近于電源電壓)。
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