皮爾斯晶振電路的參數(shù)計算

今天看一下皮爾斯晶振電路，就長下面這個樣子。

皮爾斯晶振電路

來看一下電路參數(shù)作用及如何計算，幫助更好地設計MCU的晶振電路。

： 晶振內(nèi)部反饋電阻，它的作用是使反向器作為放大器工作，并接在Vin和Vout上，使放大器的Vout = Vin，從而強制它運行在線性區(qū)內(nèi)。

不同的晶振，反饋電阻不一樣，如下ST給出了對應的范圍。

不同頻率晶振反饋電阻的范圍

這個參數(shù)我們可以不用管。

： 內(nèi)部的反相器，作為放大器來用。

： 晶振/晶體。

： 雜散電容，晶振的兩個腳與PCB線路的雜散電容，一般在2~7pF之間。

、： 匹配電容，我們需要計算的，公式如下：

： 晶振的負載電容，芯片的數(shù)據(jù)手冊上一般會給出。

假設，，那：，則：。

： 外接電阻，這個電阻用來限制晶體的驅(qū)動功率，當晶體的功率耗散大于制造商的指定值，則要加，避免晶體被過驅(qū)動，當晶體上的功率耗散小于制造商的指定值，則不需要加，或者為0歐姆。

下面這個公式，反應了和的關系。

： 是晶體的最大驅(qū)動功率。

： 晶體的等效串聯(lián)電阻。

和參數(shù)可以在晶振的規(guī)格書中找到。

是流過晶振電流的有效值（均方根），用表示，即：

流過晶振電流的峰峰值，用表示，等于有效值的倍，即：

我們再用示波器測量出晶振的驅(qū)動電流，這個值超過時，就需要加了。

用示波器測試晶振的驅(qū)動電流

當確定了需要加，如何計算呢？

和構成低通濾波器

如上圖，和其實構成了一個低通濾波器，通帶頻率不能小于諧振頻率，即可算出初始值。

算出后，還要再計算一下晶振的增益余量，增益余量用表示，增益裕量值為5是保證振蕩器有效起振的最小值。

： 是晶振的跨導，在芯片的規(guī)格書中可以看到這個參數(shù)。

： 是的臨界值，有一個公式：

和都是已知的，可以算出增益余量，有的規(guī)格書會直接給出這個參數(shù)。

電路加了后，的公式里面需要加上，變?yōu)椋?/p>

需要重新計算增益余量，看是否達到要求。

上面公式中的一些參數(shù)都可以在晶振的規(guī)格書中找到。

晶振規(guī)格書里面的一些參數(shù)