【48812】晶振振动电路的规划办法和过程
能彼此转化的压电器材,能量的改变发生在共振频率点上。石英晶体可以等效为电感的串并联模型。
晶振的串联谐振频率为Fs, 并联谐振频率为Fa,在小于Fs和大于Fa的频率,表现为电容性,而在Fs和Fa之间,表现为电理性。关于晶振电路,期望作业在Fs和Fa之间,而接近Fs的当地。
在Fs到Fa之间的区域,称为晶振的“并联谐振区”,在这一区域晶振作业在并联谐振状况。晶振出现电感特性,带来了180度的相移。频率的表达式为:
Fp便是咱们晶振作业的频率,因为Fp中,其他参数确认,唯有Cl值能调理,所以能经过调整晶振的负载电容值Cl到达调理频率的意图。而且一般的温度补偿晶振电路也是经过调理Cl的值到达意图。
关于一个32.768K的晶振,依照模型参数仿真,对晶体模型两头加沟通信号,可以仿真得到其阻抗随频率的曲线。和理论值共同。
在晶体振动电路中,最常见的结构为Pierce振动器。而对晶体振动电路的剖析,第一是运用负阻的概念,第二是运用增益与相位原理。
因为前面的剖析,得到晶振在串联谐振频率处阻抗为Rs,则需求振动电路供给-Rs的阻抗。而晶振发生了180的相移,在振动频率出表现为电感的特性,则需求振动电路供给电容的特性。
关于Pierce振动电路的负阻的核算,如下图,在Razavi的书中有描绘。
而在实践的运用中,还包含由晶振的C0以及MOS的Cgd和pcb上的杂散电容等构成的电容C3, 包含C3的电路的阻抗如下图所示。
Zc值是一个关于gm的函数,取Zc的实部,得到的便是振动电路的负阻值。关于Zc在复平面上,得到下面的图。
到这儿,保持电路起振所需求的gm值可以近似核算出来,也可以终究靠matlab对上面的式子求解,得到准确的值。近似核算和matlab得到的值相差不大。
在Sanser的书中,近似核算表达式如下图,包含gma, gmmax,以及最大负阻值。(此公式能容易地近似核算。)
确认了电路的gm_crit值,也便是电路能起振的最小值后,在电路规划中,取实践的gm值约510倍gm_crit.即取gm约10u20u。
假定电路运用电流源驱动NMOS管。关于这类电路规划,一般供给gm的nmos管处于亚阈值区,所以gm值主要与电流值成正比。
假如gm值依照核算出来的gm_opt取值,则需求的电流值大约,而在低功耗规划中,一般取5倍以上的最小gm值即可。本规划示例依照10倍取值,即gm=16uA/V。 仿线uA/V, 稳态电流为1uA。一起仿线倍的晶振ESR电阻。
gm的仿真:输入加AC电压,加沟通开关断开直流,输出运用沟通开关接到地,测验输出的沟通电流值。
负阻的仿真:输入输出加沟通电流,丈量输入输出的沟通电压差,并运用核算器取实部(real函数),即可。也可以正常的运用sp仿线的值。
还有一个重要的参数便是晶振的驱动等级DL,假如规划的电路,使得晶振的DL大于晶振要求的DL值,则晶振可能会损坏。
在晶振电路的规划中,最常见的一种电路结构如下图,可以当作一个反相器加反应电阻做放大器,而外部的Rext的效果便是约束DL值。Rext的值可以用公式核算。
对应MCU、ROMan
振的匹配电容选取一向不置可否,选一个1.5倍负载电容的电容上去芯片也能用,后边觉得这样对自己和对项目
的规划概述 /
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起振条件及调试 /
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IC的负电阻值(-R)至少为晶振等效阻抗的3~5倍以上,即绝对值-R
中的负阻一般多大? /
中,一个或多个元件经过反应机制,将一部分能量从输出端回馈到输入端,以此来完成信号的自继续发生。
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有关PL端运用AXI总线操控PS端DDR进行读写(从机wready信号一向不拉高)
全志H616(BIGTREETECH CB1)和 博通BCM2711(树莓派4B)CPU比照测验