RALTRON ELECTRONICS公司總部位于美國佛羅里達州邁阿密市,是一家專門從事石英晶體,Crystal Oscillator,濾波器等頻率元件產品的制造商.Raltron公司從生產到交付都是一站式服務,完整的銷售網絡和業務鏈,使Raltron晶振產品在各大洲銷量大好.其振蕩器技術受到行業廣泛認可,擁有多項自主研發的技術,不但提升了石英晶振的產量,也提高了品質,尤其是振蕩器的感應技術,大大減少不良品的產生.

ASICS中的振蕩器單元對時鐘振蕩器的銷售產生了破壞性影響.用戶將時鐘成本降低了至少50％.房地產減少通常是10倍.在許多用戶應用中,石英晶體振蕩器是富含數字電路的電路板上剩下的少數模擬電路之一.通常在ASIC制造商的應用筆記的幫助下,設計模擬電路通常是熟練掌握數字技術的工程師的任務.來自ASIC供應商的應用筆記通常是通過收集在不同頻率下工作的電路來編寫的,由不同的設備驅動.這種設計師的組合通常會導致對晶體制造商的技術支持,通常是在PCB設計和投入生產之后.

許多大型用戶認為每百萬缺陷部件(DPPM)中的晶體失效.在使用高速自動裝配設備,IR焊料回流技術和自動電氣測試進行電路板裝配后,用戶對100DPPM結果感到不滿意.預計15DPPM的無源元件水平-通常無法選擇有時不太理想的貼片振蕩器設計.本文的基本目的是向新手指出一些改進圍繞ASIC單元設計的電路的方法.本文將討論有限增益的影響,改進的外部元件選擇以及選擇相同的方法.本文還包括Lotus1-2-3電子表格程序,用于計算許多參數.

振蕩的基礎:

諧波振蕩器必須符合巴克豪森的標準,要求滿足相位和增益標準以提供持續振蕩.

標準＃1：閉環周圍增益的總和應等于或大于1;標準＃2：閉環周圍的相移總和應等于N*360度相位,其中N是整數值0,1,2等.

負阻力:

負電阻是放大器增益的同義詞.幾個石英晶振供應商的目錄有類似的,測量負電阻的基本方法.西鐵城：負電阻,也稱為振蕩裕度,是一種可用于判斷電路側振蕩動力質量的度量.

檢測振蕩電路振蕩裕量的方法:

1.為了確認是否為振蕩器電路提供了充分的振蕩,需要知道振蕩器電路的負電阻(-R).

2.插入......與石英晶體單元串聯的可變電阻器(VR)(用于檢查).然后繼續降低電阻直到振蕩開始.(在這種情況下,忽略振蕩輸出的下降,并且僅確認振蕩.)該電路的負電阻(-R)是通過將時鐘晶體單元的等效電阻與可變電阻器的等效電阻相加而獲得的值.(VR)(用于檢查).

3.確保提供充足的資金

振蕩器電路的振蕩容限,調整C1,C2和Rd以便可變電阻器的電阻(用于檢查),比石英晶體單元的等效串聯電阻(CI值)大5到10倍.

EPSON：如何檢查振蕩容差

1.將電阻(R)連接到與石英晶體串聯的電路.

2.調節R使振蕩開始(或停止).

3.在上述(2)中振蕩剛剛開始(或停止)時測量R.

4.得到負阻-R=R+Ci值

5.推薦-R|-R|>CI*(5到10)

以上目錄也有以下注意事項:

使用負電阻不足的電路可能會導致意外的麻煩,因為石英晶體單元即使接通電源也不能啟動振蕩.除非在振蕩電路中分配足夠的負電阻,否則可能會增加振蕩的啟動時間,或者不會發生振蕩.與C2和小電容器并聯的低電阻是低電阻,沒有電容.

水晶單位選擇.

用于微處理器應用的晶體單元封裝可以在封裝中分類為表面安裝器件(SMD)或引線器件.SMD晶振類型幾乎總是使用條狀晶體.引線單元在圓柱形封裝中使用帶狀晶體或HC-49S采用低成本HC-49封裝的圓形晶體.典型的選擇和參數是:晶體負載電容.

負載電容指定為與晶體引線并聯的電容,這將導致振蕩器在f0下工作.PCB雜散電容和ASIC輸入/輸出電容有助于負載.C1和C2是串聯的,并且計算為總和的乘積.電子表格程序以兩種方式計算晶體負載電容-使用雜散電容或使用7pf總雜散電容的實際值.選擇16至20pf(并聯)負載的晶體負載電容.不要在ASIC中使用串聯晶體.

串聯電阻(RS)應低至

實際的.參考文獻1給出了阻力/成本權衡的良好解釋.有效串聯電阻(ESR)是一種包括負載電容和靜態電容的計算.帶狀晶體,Co通常很小,ESR通常接近RS;然而,如果CL很小且C0顯著,則'有效'電阻可能遠大于RS并且可能導致操作問題.示例:C0=7pf且CL=16pf的Quartz Crystal的ESR大于RS的兩倍.

測試.

應在模擬最終產品的面包板上進行測試.啟動電壓的應用應包括緩慢上升和階躍功能,以驗證設計將始終在VDD±20％的正確模式下運行.最好在下一階段的輸出中檢查操作條件.對于信號電平測試,僅使用場效應晶體管(FET)探頭.不允許裝載8到12pf的標準探頭.

晶體電流的測試可以用廉價的電流探針如TektronixCT-1完成.功率水平不得超過額定水平.在當今的技術中使用石英晶體需要當今數字工程師的精心設計.可以使用電子表格替換幻燈片規則.監測一些參數可以大大提高電感器的±20％,陷阱會引起嚴重的問題,導致振蕩器在基波上工作,或者可能同時激活兩種模式.