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格耶品牌SMD晶振如何構(gòu)建振蕩電路?

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瀏覽：- 發(fā)布日期：2023-11-06 08:54:39【大中小】

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格耶品牌SMD晶振如何構(gòu)建振蕩電路?成立至1964年的格耶電子，憑借著自身的努力，一直是頻率產(chǎn)品的領(lǐng)先制造商之一，壓電石英晶體, 振蕩器和陶瓷諧振器.我們從我們的德國(guó)總部以及歐洲、亞洲和美國(guó)的其他地方。我們非常重視與客戶的密切合作從開(kāi)發(fā)階段開(kāi)始。這確保了我們從一開(kāi)始就提供您所需要的東西。

我們將在整個(gè)項(xiàng)目中為您提供專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)支持。我們的全球服務(wù)包括個(gè)人咨詢和保證電路的驗(yàn)證交付您從我們這里購(gòu)買(mǎi)的組件。
我們的優(yōu)勢(shì)之一是在項(xiàng)目的整個(gè)生命周期中包括開(kāi)發(fā)階段已經(jīng)提供的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。

另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是通過(guò)我們的支持15年以上的長(zhǎng)期項(xiàng)目長(zhǎng)期交貨保證和生命周期管理.

例如，我們?nèi)匀粡囊婚_(kāi)始就提供SMD晶振，如GEYER KX-C系列，從1992年的一個(gè)項(xiàng)目開(kāi)始就提供。

我們希望詳細(xì)了解您的需求，并與您一起完成開(kāi)發(fā)過(guò)程。在GEYER Electronic，我們位于慕尼黑附近Planegg的設(shè)計(jì)和測(cè)試中心擁有一支經(jīng)驗(yàn)豐富的高性能團(tuán)隊(duì)。

利用我們近60年的石英技術(shù)知識(shí)。

在設(shè)計(jì)新的電子電路時(shí)，設(shè)計(jì)工程師通常需要考慮晶體或振蕩器是否是合適的選擇：有多少空間？頻率穩(wěn)定性的要求是什么？費(fèi)用是多少用于組件和開(kāi)發(fā)電路的這一部分？
通過(guò)使用晶體，設(shè)計(jì)工程師可以構(gòu)建任何振蕩電路。那么，為什么經(jīng)常使用現(xiàn)成的振蕩器呢
即使是在時(shí)鐘生成這樣的簡(jiǎn)單應(yīng)用中？顯然，原因不僅在于所需的頻率穩(wěn)定性。安全的啟動(dòng)條件以及任何所需環(huán)境條件的可靠性也將發(fā)揮作用。此外，晶體的使用需要一定的努力來(lái)使電路適應(yīng)晶體并確保可靠的啟動(dòng)電路性能。
因此，建議少量使用，以節(jié)省設(shè)計(jì)成本并使用更昂貴的振蕩器，而不是水晶。通過(guò)使用振蕩器，不需要像晶體那樣的其他外部組件。這樣也可以節(jié)省空間在PCB上。振蕩器很容易獲得，例如尺寸為7x5mm SMD或更小（圖1）。手冊(cè)微控制器通常包含如何應(yīng)用外部振蕩器的信息。

通過(guò)無(wú)源晶體和分立元件構(gòu)建自己的振蕩電路對(duì)于更大的數(shù)量或如果IC不使用內(nèi)部振蕩器。可以選擇Pierce或Colpitts振蕩器。此外，還可以創(chuàng)建振蕩器通過(guò)反相器電路的適當(dāng)反饋（圖2）。

大多數(shù)微控制器已經(jīng)包含了時(shí)鐘電路的基本組件。為了完成電路對(duì)于Pierce或Colpitts振蕩器類(lèi)型，只需要一個(gè)晶體和其他外部無(wú)源元件。應(yīng)用微控制器的手冊(cè)描述了必要的細(xì)節(jié)。為了最大限度地減少任何寄生效應(yīng)，所有連接從微控制器到晶體電路應(yīng)保持盡可能短。
在40MHz及以上的頻率下，使用泛音晶體。這些泛音晶體需要一個(gè)特殊的過(guò)濾器電路，以便抑制基本模式。濾波電路由電容器和電感組成。如果過(guò)濾器省略，電路以其基本模式振蕩（例如：預(yù)期48MHz的第三泛音晶體，電路以16MHz振蕩）。帶有泛音晶體的振蕩器電路應(yīng)該非常謹(jǐn)慎地進(jìn)行尺寸和測(cè)試。
如果微控制器配備皮爾斯振蕩器配置，晶體將連接到兩個(gè)電容器，如如圖所示。3（C1和C2）。對(duì)于4MHz以上的頻率，不需要額外的串聯(lián)電阻器，因?yàn)檫m當(dāng)?shù)拇?lián)電阻器通常將被包括在微控制器的逆變器級(jí)內(nèi)。此外，高歐姆電阻器集成在微控制器內(nèi)，以調(diào)整直流工作電壓（圖3中為1MΩ）。CS1和CS2包括輸入以及微控制器的輸出電容以及由PCB上的導(dǎo)電路徑貢獻(xiàn)的其他電容。通過(guò)外部電容器C1使整個(gè)電路電容適合于晶體CL的指定負(fù)載電容和C2：

tu 1

示例：提供CL=16pF。假設(shè)CS1＝CS2＝12pF，外部電容器可以被評(píng)估為C1＝15pF和C2＝27pF。應(yīng)考慮這些作為后續(xù)優(yōu)化的初始值。C1小于C2，以便提高電路的啟動(dòng)性能。
如果頻率與晶體的實(shí)際諧振頻率匹配，則晶體電路處于最佳狀態(tài)。實(shí)際晶體在其指定負(fù)載電容下的諧振頻率可以在其測(cè)試記錄中找到。
應(yīng)在沒(méi)有來(lái)自探頭的任何反饋的情況下測(cè)量頻率。這通常可以通過(guò)測(cè)量在微控制器的另一個(gè)端口處的頻率。如果石英晶振晶體被電容器過(guò)載，則頻率較小比要求的要大（否則會(huì)更大）。
如上所述，具有皮爾斯振蕩器配置的微控制器可能需要外部串聯(lián)電阻器對(duì)于低于4MHz的頻率。串聯(lián)電阻器RV將有助于抑制不必要的泛音，并調(diào)整內(nèi)部振蕩器到外部pi電路，該電路由C1、C2和晶體組成。串聯(lián)電阻器RV可評(píng)估為如下：RV與電容器C2串聯(lián)，因此起到低通濾波器的作用（圖2）。C2的值應(yīng)為假如通過(guò)選擇RV，截止頻率fT應(yīng)在基頻和第三泛音之間（方程式2和3）。格耶品牌SMD晶振如何構(gòu)建振蕩電路?
tu 2

示例：提供晶體諧振頻率2MHz和C2=22pF。因此，fT=2 x 2MHz=4MHz，RV=1.8 kΩ

如果微控制器提供Colpitts振蕩器配置，則微控制器顯示如圖所示的電路。4.電容器C1和C2的選擇如等式（1）所述。

示例：提供CL=16pF。假設(shè)CS1＝CS2＝10pF，外部電容器可以被評(píng)估為C1＝C2＝22pF。如上所述，應(yīng)在沒(méi)有任何探針?lè)答伒那闆r下測(cè)量頻率。
有時(shí)，微控制器的手冊(cè)只顯示了石英晶體諧振器的一個(gè)輸入。晶體和電容器接地，如圖所示。5.微控制器制造商的意圖是調(diào)整負(fù)載電容或確保晶體的直流絕緣（或兩者）。
一個(gè)可行的解決方案是選擇一個(gè)與指定負(fù)載大致相同的電容值晶體的電容（方程式4）。
C1 ≈ CL

示例：提供CL=16pF。用于優(yōu)化的合適的初始值是C1＝16pF。該值應(yīng)通過(guò)免費(fèi)反饋進(jìn)行檢查和校正頻率測(cè)量。
為了檢查晶體是否能夠可靠地開(kāi)始振蕩，可以手動(dòng)將電阻器串聯(lián)焊接到晶體上。SMD電阻器最適合此測(cè)試。即使電阻值高出X倍，電路也應(yīng)振蕩大于晶體的最大指定諧振電阻。
晶體的最大指定諧振電阻可以在其數(shù)據(jù)表中找到。系數(shù)X應(yīng)為3到5在整個(gè)要求的溫度范圍內(nèi)。對(duì)于特殊應(yīng)用，更高的系數(shù)X是合適的。

Mfr Part #	Mfr	Description	Series	Frequency	Frequency Stability	Frequency Tolerance	Load Capacitance	Operating Temperature
12.85519	Geyer晶振	CYSTAL 20.0MHZ 8PF SMD	KX-5T	20 MHz	±50ppm	±20ppm	8pF	-40°C ~ 85°C
12.89027	Geyer晶振	Crystal 25.0Mhz SMD KX-9A 16pF,	KX-9A	25 MHz	±30ppm	±30ppm	16pF	-20°C ~ 70°C
12.85539	Geyer晶振	CYSTAL 40.0MHZ 8PF SMD	KX-5T	48 MHz	±20ppm	±10ppm	12pF	-40°C ~ 85°C
12.88721	Geyer晶振	Crystal 16.0Mhz 12pF SMD	KX-7T	16 MHz	±30ppm	±30ppm	12pF	-20°C ~ 70°C
12.88667	Geyer晶振	Crystal 25.0Mhz SMD KX-7 12pF, 4	KX-7	25 MHz	±50ppm	±30ppm	12pF	-20°C ~ 70°C
12.85517	Geyer晶振	CYSTAL 54.0MHZ 8PF SMD	KX-5T	54 MHz	±100ppm	±30ppm	8pF	-40°C ~ 85°C
12.89017	Geyer晶振	Crystal 13.560Mhz SMD KX-9A 16pF	KX-9A	13.56 MHz	±50ppm	±30ppm	16pF	-20°C ~ 70°C
12.89082	Geyer晶振	Crystal 26.0Mhz SMD KX-9AT 16pF,	KX-9AT	26 MHz	±50ppm	±30ppm	16pF	-40°C ~ 85°C
12.60075	Geyer晶振	Cystal 30.0Mhz 8pF SMD	KX-7	30 MHz	±50ppm	±30ppm	8pF	-40°C ~ 125°C
12.89155	Geyer晶振	Crystal 32.0Mhz SMD KX-9AT 16pF,	KX-9AT	32 MHz	±30ppm	±30ppm	16pF	-40°C ~ 85°C
12.88522	Geyer晶振	Crystal 11.059200Mhz 12pF SMD	KX-7T	11.0592 MHz	±50ppm	±30ppm	12pF	-20°C ~ 70°C
12.88752	Geyer晶振	Crystal 10.0Mhz 12pF SMD	KX-7	10 MHz	±50ppm	±30ppm	12pF	-20°C ~ 70°C
12.85569	Geyer晶振	CYSTAL 27.120MHZ 8PF SMD	KX-5T	27.12 MHz	±15ppm	±10ppm	8pF	-40°C ~ 85°C
12.88565	Geyer晶振	Crystal 8.0Mhz 12pF SMD	KX-7E	8 MHz	±50ppm	±30ppm	12pF	-20°C ~ 70°C
12.85538	Geyer晶振	CYSTAL 24.5760MHZ 8PF SMD	KX-5T	24.576 MHz	±100ppm	±30ppm	8pF	-40°C ~ 85°C
12.86533	Geyer晶振	Cystal 26.0Mhz 10pF SMD	KX-6T	26 MHz	±100ppm	±30ppm	10pF	-40°C ~ 85°C
12.89209	Geyer晶振	Crystal 16.0Mhz SMD KX-9AE 20pF,	KX-9AE	16 MHz	±50ppm	±30ppm	20pF	-40°C ~ 105°C
12.8652	Geyer晶振	Cystal 27.0Mhz 10pF SMD	KX-6	27 MHz	±50ppm	±30ppm	10pF	-20°C ~ 70°C
12.86574	Geyer晶振	Crystal 27.0Mhz 8pF SMD	KX-6F	27 MHz	±150ppm	±30ppm	8pF	-40°C ~ 125°C
12.85541	Geyer晶振	CYSTAL 30.0MHZ 8PF SMD	KX-5	30 MHz	±30ppm	±30ppm	8pF	-20°C ~ 70°C
12.84818	Geyer晶振	Crystal 24.0MHz 8pF SMD	KX-4	24 MHz	±50ppm	±30ppm	8pF	-20°C ~ 70°C
12.86527	Geyer晶振	Cystal 20.0Mhz 10pF SMD	KX-6T	20 MHz	±15ppm	±10ppm	10pF	-40°C ~ 85°C
12.85534	Geyer晶振	CYSTAL 27.0MHZ 8PF SMD	KX-5T	27 MHz	±50ppm	±30ppm	8pF	-40°C ~ 85°C
12.86505	Geyer晶振	Cystal 26.0Mhz 10pF SMD	KX-6	26 MHz	±50ppm	±30ppm	10pF	-20°C ~ 70°C
12.60024	Geyer晶振	Cystal 27.0Mhz 12pF SMD	KX-7E	27 MHz	±100ppm	±30ppm	12pF	-40°C ~ 105°C
12.84803	Geyer晶振	Crystal 26.0MHz 8pF SMD	KX-4	26 MHz	±20ppm	±10ppm	8pF	-40°C ~ 85°C
12.85518	GEYER Crystal	CYSTAL 20.0MHZ 8PF SMD	KX-5E	20 MHz	±50ppm	±30ppm	8pF	-40°C ~ 105°C
12.8873	Geyer晶振	Crystal 26.0Mhz 12pF SMD	KX-7T	26 MHz	±50ppm	±30ppm	12pF	-40°C ~ 85°C
12.86556	Geyer晶振	Crystal 40.0Mhz 8pF SMD	KX-6T	40 MHz	±20ppm	±10ppm	8pF	-40°C ~ 85°C
12.88643	Geyer晶振	Crystal 14.3181800Mhz 12pF SMD	KX-7T	14.31818 MHz	±50ppm	±30ppm	12pF	-40°C ~ 85°C
12.86511	Geyer晶振	Crystal 18.4320Mhz 10pF SMD	KX-6	18.432 MHz	±50ppm	±30ppm	10pF	-20°C ~ 70°C
12.88523	Geyer晶振	Crystal 40.0Mhz 12pF SMD	KX-7F	40 MHz	±50ppm	±30ppm	12pF	-40°C ~ 125°C
12.89288	Geyer晶振	Crystal 24.5760Mhz SMD KX-9AT 20	KX-9AT	24.576 MHz	±30ppm	±20ppm	20pF	-40°C ~ 85°C
12.86536	Geyer晶振	Crystal 14.318180Mhz 10pF SMD	KX-6	14.31818 MHz	±50ppm	±30ppm	10pF	-20°C ~ 70°C
12.89029	Geyer晶振	Crystal 27.0Mhz SMD KX-9A 16pF,	KX-9A	27 MHz	±50ppm	±30ppm	16pF	-20°C ~ 70°C
12.88799	Geyer晶振	Crystal 12.0Mhz 10pF SMD	KX-7	12 MHz	±30ppm	±30ppm	10pF	-20°C ~ 70°C
12.8481	Geyer晶振	Crystal 48.0MHz 8pF SMD	KX-4	48 MHz	±50ppm	±30ppm	8pF	-40°C ~ 85°C
12.84814	Geyer晶振	Crystal 32.0MHz 8pF SMD	KX-4	32 MHz	±15ppm	±10ppm	8pF	-40°C ~ 85°C
12.88756	Geyer晶振	Crystal 10.0Mhz 12pF SMD	KX-7E	26 MHz	±50ppm	±10ppm	12pF	-40°C ~ 105°C
12.8556	Geyer晶振	CYSTAL 16.0MHZ 8PF SMD	KX-5T	16 MHz	±30ppm	±30ppm	8pF	-40°C ~ 85°C
12.86561	Geyer晶振	Crystal 40.0Mhz 10pF SMD	KX-6T	40 MHz	±20ppm	±10ppm	10pF	-40°C ~ 85°C
12.8877	Geyer晶振	Crystal 30.0Mhz 12pF SMD	KX-7T	30 MHz	±10ppm	±10ppm	12pF	-25°C ~ 80°C
12.86564	Geyer晶振	Crystal 14.318180Mhz 10pF SMD	KX-6T	14.31818 MHz	±100ppm	±30ppm	10pF	-40°C ~ 85°C
12.86592	Geyer晶振	Crystal 25.0Mhz SMD KX-6T 12pF,	KX-6T	25 MHz	±20ppm	±10ppm	12pF	-40°C ~ 85°C
12.87159	Geyer晶振	CRYSTAL 32.7680kHz 12.5pF SMD	KX-327NHT	32.768 kHz	-0.035ppm	±20ppm	12.5pF	-40°C ~ 85°C
12.87163	Geyer晶振	CRYSTAL 32.768KHZ 7PF SMD	KX-327RT	32.768 kHz	-0.036ppm	±20ppm	7pF	-40°C ~ 85°C
12.87151	Geyer晶振	CRYSTAL 32.7680kHz 9pF SMD	KX-327NHT	32.768 kHz	-0.035ppm	±30ppm	9pF	-40°C ~ 85°C
12.8717	Geyer晶振	CRYSTAL 32.7680KHZ 12.5PF SMD	KX-327FT	32.768 kHz	-	±20ppm	12.5pF	-40°C ~ 85°C
12.87148	Geyer晶振	CRYSTAL 32.7680KHZ 7PF SMD	KX-327NHT	32.768 kHz	-0.035ppm	±20ppm	7pF	-40°C ~ 85°C
12.87106	Geyer晶振	CRYSTAL 32.768KHZ 7PF SMD	KX-327XST	32.768 kHz	±20ppm	±20ppm	7pF	-40°C ~ 85°C
12.8716	Geyer晶振	CYSTAL 32.7680KHZ 12.5PF SMD	KX-327RT	32.768 kHz	±20ppm	±20ppm	12.5pF	-40°C ~ 85°C
12.87143	Geyer晶振	CRYSTAL 32.768KHz 9pF SMD	KX-327NHT	32.768 kHz	-0.035ppm	±20ppm	9pF	-40°C ~ 85°C
12.84801	Geyer晶振	Crystal 26.0MHz 8pF SMD	KX-4	26 MHz	±50ppm	±30ppm	8pF	-20°C ~ 70°C
12.8718	Geyer晶振	Crystal 32.7680kHz 9pF SMD	KX-327NHF	32.768 kHz	-0.03ppm	±20ppm	9pF	-40°C ~ 125°C
12.87147	Geyer晶振	CRYSTAL 32.768KHz 7pF SMD	KX-327NHT	32.768 kHz	-	±10ppm	7pF	-40°C ~ 85°C
12.87081	Geyer晶振	CRYSTAL 32.768KHZ 6PF SMD	KX-327NHT	32.768 kHz	-0.035ppm	±20ppm	6pF	-40°C ~ 85°C
12.87149	Geyer晶振	CRYSTAL 32.7680KHZ 9PF SMD	KX-327NHT	32.768 kHz	-0.035ppm	±20ppm	9pF	-40°C ~ 85°C
12.87156	Geyer晶振	CRYSTAL 32.768KHz 12.5pF SMD	KX-327NHT	32.768 kHz	-0.035ppm	±20ppm	12.5pF	-40°C ~ 85°C
12.87154	Geyer晶振	CRYSTAL 32.768KHz 12.5pF SMD	KX-327NHT	32.768 kHz	-0.035ppm	±20ppm	12.5pF	-40°C ~ 85°C
12.87174	Geyer晶振	CRYSTAL 32.768KHz 7pF SMD	KX-327FT	32.768 kHz	-0.036ppm	±20ppm	7pF	-40°C ~ 85°C
12.87114	Geyer晶振	Cystal 32.7680Khz 12.5pF SMD	KX-327ST	32.768 kHz	-0.034ppm, ±0.006ppm	±20ppm	12.5pF	-40°C ~ 85°C
12.8715	Geyer晶振	CRYSTAL 32.7680KHZ 12.5PF SMD	KX-327NHT	32.768 kHz	-0.035ppm	±20ppm	12.5pF	-40°C ~ 85°C
12.87181	Geyer晶振	CRYSTAL 32.7680KHZ 12.5PF SMD	KX-327NHF	32.768 kHz	-0.03ppm	±20ppm	12.5pF	-40°C ~ 125°C
12.60023	Geyer晶振	Cystal 48.0Mhz 12pF SMD	KX-7E	48 MHz	±50ppm	±30ppm	12pF	-40°C ~ 105°C
12.85559	Geyer晶振	CYSTAL 40.0MHZ 8PF SMD	KX-5	40 MHz	±50ppm	±30ppm	8pF	-20°C ~ 70°C

示例：諧振電阻R1，最大值=100Ω。如果電路用于工業(yè)目的，則電路應(yīng)工作即使手動(dòng)焊接的測(cè)試電阻器的值為300Ω至500Ω，也應(yīng)正確。
對(duì)于較小的數(shù)量，使用振蕩器而不是晶體更經(jīng)濟(jì)。振蕩器易于應(yīng)用提供可靠的操作。對(duì)于更大的數(shù)量，并且僅用作簡(jiǎn)單的時(shí)鐘發(fā)生器時(shí)，晶體更比振蕩器合理。本文描述了如何評(píng)估所需的外部組件。此外提出了一種檢查啟動(dòng)性能的簡(jiǎn)單方法。

圖。1:SMD晶體振蕩器，尺寸為7 x 5mm。這種振蕩器的頻率范圍為1MHz至160MHz，電源電壓為1.8 V/2.5 V/3.0伏/3.3伏和5伏（GEYER Electronic）
圖。2:Pierce再生振蕩電路反相器和基模晶體。RGK是一種用于調(diào)節(jié)直流操作的高歐姆電阻器電壓
RV是一個(gè)用于抑制泛音的串聯(lián)電阻器頻率。C1和C2用于調(diào)整電容負(fù)載到指定負(fù)載電容水晶。RV、晶體、C1和C2提供相移.加上（放大）的180°相移逆變器，振蕩的必要條件可以是
實(shí)現(xiàn)。
tu 5