晶体在门振荡电路中的应用

《晶体在门振荡电路中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、一、晶体在门振荡电路中的应用晶体元件在门振荡电路与科尔匹兹振荡电路中的应用相同，在门振荡电路中一般的激励电平比较大，需要增加一个串联电阻以保证晶体工作在一个合适的激励下。门振荡电路与科尔匹兹振荡电路对晶体的匹配最重要的是考虑晶体与电路负阻的匹配，无论是门振荡电路还是科尔匹兹振荡电路的负阻都要求达到晶体电阻的5倍以上，才能保证晶体与电路配合稳定，工作可靠。电路负阻Ri的确定：Ri=-gm/(ω2C1*C2),gm为互导，单位：（S西门子），电路负阻Ri与电路工作频率有关，频率不同负阻也不同。当电路负阻与晶体

2、匹配不好的时候，会出现频率不稳，频率跳变，不振或本来设计的基频振荡结果振荡在泛音频率，或泛音电路结果振在了基频频率上。晶体与电路匹配的另一个问题是晶体的负载电容CL的确定，在门振荡电路中，晶体负载电容CL为C1和C2两个电容串联以后再加上电路的杂散电容CS得到；在科尔匹兹振荡电路中晶体负载电容CL为C1、C2和C3三个电容串联以后再加上电路的杂散电容CS得到。晶体负载电容CL影响了振荡电路的频率偏差，造成系统误差；振荡电路中振荡电容C1、C2、C3的散差和杂散电容CS的散差决定了振荡频率散差的大小。7一、

3、晶体在无线发射和接收机中的应用1.nRF401和nRF403及nRF903是满足欧洲电信工业标准（ETSI）EN300200-1V1.2.1的专用集成电路，在家庭自动化控制，车辆安全系统，工业控制，无线通讯，电信终端，遥控装置等领域应用广泛，nRF401有433.92/434.33MHZ两个频道，nRF403有433.92/315MHZ两个频道。nRF903的频率范围430~950MHZ，应用原理图如下：72.晶体与nRF401和nRF403的内部连接示意图及晶体等效电路3.在无线发射机和无线接收机中，系

4、统需要微处理器进行控制，因为微控制器的时钟引脚内部大都也是一个非门逻辑电路，功能相同，设计人员往往将微控制器和nRF401或nRF403共用1个晶体，这种情况在其他电路的设计中也很常见，nRF401和nRF403的典型外接元件及其连接示意图如下：74.电路对晶体的要求：1）.nRF401和nRF403要求晶体的标称频率4.000MHZ，静电容C0≤5PF，等效电阻≤150Ω，负载电容CL≤14PF，频率稳定性≤±35PPM。晶体的实际负载电容CL=（C1*C2）/（C1+C2）+C′，C′为电路分布电容。

5、发射和接收机的频率偏差应限制在70PPM，所以晶体的稳定性应该控制在±35PPM，否则会导致接收机灵敏度的下降。发射和接收机工作温度范围在-25~+85℃，则需要晶体在此温度范围内总的频率偏差限制在±35PPM。2）.nRF903要求晶体的标称频率11.0592MHZ，等效电阻≤60Ω，静电容C0≤7PF，负载电容CL≈12PF，对于868/915MHZ的工作频率，晶体的频率稳定度要求±20PPM，对于433MHZ的工作频率，晶体的频率稳定度要求在±40PPM。下图是接收机灵敏度与频率偏差的关系曲线一、晶

6、体在频率合成及信号处理中的应用7频率合成电路和信号处理电路，都需要一个频率信号做为时钟基准或同步时钟基准。对于频率合成电路，它的功能就是要提供不同的频率信号，一般情况下对频率的稳定性要求比较高，也有的要求不是很严格，对频率稳定性的要求和对电路板空间的要求往往决定设计人员对元件的选择。下面以频率合成专用集成电路PT7A4401C为例进行说明。如果设计人员认为需要高稳频率信号则会选择图1所示的电路，外接一个高稳的频率信号源为PT7A4401C提供高稳时钟信号，这时选择TCXO或OCXO来作为频率基准；如果设计

7、人员认为不需要高稳频率信号而考虑电路板空间紧张的话，那麽会选择小型OSC作为频率源；如果设计人员只是考虑成本的话，则选择图2的设计，使用晶体和其他分立阻容元件组成振荡器，在这种设计中晶体的激励电平一般比较大，激励功率大约在1mw左右，需要调整反馈电阻和分压电阻以使晶体保持在适当的激励下，如果晶体激励过大，则晶体稳定性变差，静电容C0尽量要小，否则引发寄生振动。对于频率合成的应用，如果使用倍频的话，比如使用AD9854，主时钟的工作频率达到300MHZ，外接20MHZ的频率信号需要15倍频，外接50MHZ的

8、频率信号需要6倍频，50MHZ的频率信号经过6倍频得到的300MHZ信号比用20MHZ的频率信号经过15倍频得到的300MHZ信号要稳定的多。电路设计人员要从频率稳定性、电路板有效空间和制造成本三个方面综合考虑晶体和晶体振荡器的选择。一、晶体在电话机电路中的应用W91541A是电话机编码发射电路，外接3.579545MHZ晶体，CM8870C是电话机译码电路，外接3.579545MHZ晶体，CM8870C的电路设计如下：由W9