解析晶振振蕩電路：基頻與泛音振蕩模式的特點(diǎn)

晶發(fā)電子專注17年晶振生產(chǎn),晶振產(chǎn)品包括石英晶體諧振器、振蕩器、貼片晶振、32.768Khz時(shí)鐘晶振、有源晶振、無源晶振等，產(chǎn)品性能穩(wěn)定,品質(zhì)過硬,價(jià)格好,交期快.國(guó)產(chǎn)晶振品牌您值得信賴的晶振供應(yīng)商。

在現(xiàn)代集成電路（IC）設(shè)計(jì)中，晶振振蕩電路扮演著至關(guān)重要的角色，它為各種電子設(shè)備提供了穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)。晶發(fā)電子將探討晶振振蕩電路的兩種主要工作模式：基頻振蕩模式和泛音振蕩模式，并分析它們的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和應(yīng)用差異。

一、晶振振蕩電路的基本構(gòu)成

典型的晶振振蕩電路包含一個(gè)正反饋電阻逆變器，其阻值通常在100歐姆到1K歐姆之間，以及一個(gè)可選的串聯(lián)電阻。電路中有一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入端口（XIN）和一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸出端口（XOUT），這兩個(gè)端口通過無源晶振（Xtal）相連，共同構(gòu)成了振蕩電路的核心。

二、基頻振蕩模式

在基頻振蕩模式下，無源晶振在其固有頻率上振蕩，即晶振的基頻。這種模式適用于頻率低于54?MHz的應(yīng)用場(chǎng)景?；l振蕩電路的設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，但需要確保電路元件的參數(shù)能夠支持晶振在基頻上的穩(wěn)定振蕩。

三、泛音振蕩模式

當(dāng)頻率需求超過54?MHz時(shí)，通常采用泛音振蕩模式，尤其是三次泛音模式。在泛音模式下，電路需要額外的電感和電容Cc來選擇和穩(wěn)定三次泛音模式，同時(shí)抑制基頻模式。

1. 元件選擇與電路設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)三次泛音振蕩，Ll和Cc組成的串聯(lián)諧振電路應(yīng)在基頻以下，使電路對(duì)基頻呈現(xiàn)感性。同時(shí)，Ll、Cc和C2應(yīng)構(gòu)成一個(gè)在基頻一半和三次泛音頻率之間的并聯(lián)諧振電路，以在三次泛音頻率上呈現(xiàn)電容性，有利于該頻率的振蕩。

2. 電容值的確定

在泛音振蕩電路中，C2的值通常在10pF到30pF之間變化。Cc的值應(yīng)至少為C2的10倍，以確保等效電容cequiv接近C2的值。

四、注意事項(xiàng)

基頻晶振與泛音晶振的振蕩電路在設(shè)計(jì)上有顯著差異，必須區(qū)分對(duì)待。錯(cuò)誤的電路設(shè)計(jì)可能導(dǎo)致時(shí)鐘信號(hào)不穩(wěn)定或失效，從而影響整個(gè)電子系統(tǒng)的性能。

晶振振蕩電路的基頻與泛音振蕩模式各有其特點(diǎn)和適用場(chǎng)景。設(shè)計(jì)師應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用需求，選擇合適的振蕩模式并精確設(shè)計(jì)電路元件。通過深入理解這兩種模式的原理和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，我們可以為各種電子設(shè)備提供更加穩(wěn)定和可靠的時(shí)鐘信號(hào)。