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普銳特晶體與振蕩器電路的溫度系數(shù)相匹配,當進行需要控制時序的新設(shè)計時,一個常見的考慮因素是確定 如果計時裝置是晶體或振蕩器。本應(yīng)用筆記比較了設(shè)計 和操作影響。它還考慮了晶體和SPXO晶體振蕩器的使用KHz范圍至1GHz以上。
晶體僅在最終應(yīng)用中提供頻率選擇元件。有外部并且需要增益級來實現(xiàn)最終所需的時鐘信號。這個晶體頻率范圍通常被認為小于160MHz。這個頻率以上的晶體需要復(fù)雜的電路設(shè)計,調(diào)諧困難,需要專門的高頻晶體。
需要提供CMOS或BJT增益級,有許多可接受的配置。這個該級的輸入和輸出阻抗會影響電路Q。放大器噪聲水平會影響這兩者相位噪聲和抖動。該級如何在有源增益區(qū)偏置對振蕩器至關(guān)重要啟動。此外,該階段的帶寬會影響啟動特性。如果振蕩器電路為了在泛音上操作晶體,放大器中需要一個頻率選擇裝置電路,以確保電路在所需的晶體泛音處僅具有所需的增益和相移。
石英晶體振蕩器電路在晶體諧振時產(chǎn)生交流電流。此交流電流或驅(qū)動器液位必須低于臨界值,否則晶體可能會損壞。過大的電流會導致晶體運動超過彈性極限而斷裂。XY切割(音叉)32.768KHz手表晶體必須限制在約5µA或更小,否則晶體的尖端將斷裂。
>1MHz的晶體通常是AT切割晶體。這些設(shè)備可以容忍較寬的驅(qū)動器級別范圍在達到毫瓦驅(qū)動水平之前,不會發(fā)生斷裂。增加的老化可能發(fā)生在更高的µW驅(qū)動范圍。過度驅(qū)動晶體會激發(fā)不想要的振動模式。這些可以導致在不同的狹窄溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)嚴重的頻率跳躍。
在大多數(shù)情況下,晶體在無功負載下運行。這樣可以調(diào)整最終最終應(yīng)用中的頻率。這通常需要校正頻率變化與水晶的時間。CLOAD值決定了頻率與負載電容的靈敏度。AT切割晶體對于低值可以具有30ppm/pF的靈敏度。使用更高的負載值電容降低了靈敏度,但增加了振蕩啟動的難度。CLOAD溫度特性可以改變振蕩器的頻率對溫度的響應(yīng)。
晶體的頻率響應(yīng)由晶體穿過原子的切口決定石英晶振的平面。這導致了穩(wěn)定且可重復(fù)的溫度響應(yīng)。這個曲線圖顯示了AT切割晶體的不同切割的頻率-溫度響應(yīng)。每個曲線有2分鐘的弧度不同。
CLOAD溫度系數(shù)可改變此響應(yīng)數(shù)分鐘。CLOAD值和電容器對于振蕩器滿足期望特性是至關(guān)重要的。CSTRAY放大器和放大器相移隨溫度的變化都會影響頻率溫度特性。普銳特晶體與振蕩器電路的溫度系數(shù)相匹配.