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振荡线路回路分析的目的： 一个晶体振荡电路必然会存在一定范围的误差，问题是如何了解这个误差范围，并将误差值控制在最小的范围以内。 振荡电路主要有三种误差来源： 第一种：石英晶体单元本身就存在有不同的精度(也就是容许误差)。 第二种：误差来源是石英晶体的温度特性，也就是频率随温度变化会出现偏差的现象。 图1 石英晶体频率温度特性曲线。 第三种：误差来源来自振荡电路上的外围元器件配置，这些组件包括石英晶体、半导体IC、外围电阻/电容，以及PCB 走线。 进行振荡电路回路分析的目的，就是为了检视石英晶体在整个振荡电路中是否得到理想的匹配。透过回路分析，研发人员可以在电路设计阶段就了解石英晶体振荡电路的匹配状况，避免在量产后才发生问题，因为再更改设计很不容易。 回路分析要点 振荡电路回路分析包含三个基本的面向，介绍如下： 1. 频率容许误差(Frequency Tolerance)的量测： 频偏误差的计算公式如下： 频偏误差=(量测频率值中心频率值)/中心频率值x 1,000,000(得出的单位为ppm)。 2. 驱动功率(D.L.，Driver Level)： 计算公式为：P (uW)= I^2 x Re 3. 负性阻抗(也称为起振余量)：-R 负性阻抗代表振荡线路的起振余量状况，也就是这个电路的健康度，即石英晶体在驱动下容不容易被起振。负性阻抗的判断基本值是石英晶体最大ESR 值的3~5 倍。 实际操作的时候主要改变负载电容的匹配，那么我们来看一下负载电容和各项参数的关系： 负载电容与频率容许误差的关系图：电容变大，频率变慢;电容变小，频率变快 负载电容与驱动功率的关系图：当负载电容变小时，驱动功率也会变小 负载电容与负性阻抗的关系图：当负载电容变小时，负性阻抗会变大 案例分析： 晶体信息 客户在应用MC-146的过程中发现会有10%左右的晶体起振时间过长、甚至不起振的现象发生。需要对电路设计进行测试来找到问题的原因和解决方法。 根据客户提供参数测试得到如下数据： 从测试结果看客户初始选择 Cl= 12.5pF 的MC-146 进行设计，匹配电容C174=C175=18Pf, 测得精度为 4.4 ppm 满足应用要求。同时 DL= 0.119?W 也小于0.5 ?W的要求。 但是我们看到 R 值为 220 k? 不满足 R |
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