
(晶体振荡电路)
如何测定晶体谐振器的振荡电路的负性阻抗?
晶体谐振器产生的多数问题,是在电源启动时不振荡(即不起振)这一现象。为了预防不起振,虽然具体情况会因晶体谐振器的外形尺寸和频率而异,但振荡电路必须具备足够的负性阻抗。在这里,晶诺威科技将说明在设计具有适当的负性阻抗的振荡电路时,晶体谐振器的起动特性及负性阻抗的测定方法。
晶体谐振器的起动特性
在晶体谐振器的振荡电路中接通电源时,晶体谐振器的固有频率会从白噪声中被选择性地放大,从而开始振荡。晶体谐振器的不起振问题大部分是在起动阶段(振荡开始时)发生的。

(振荡电路的等效电路)
上图为振荡电路的等效电路,对振荡电路的起动时的情况作了分析。
为了在起动时获得稳定振荡,负性阻抗 (-R) 的绝对值 |-R| 必须足够大于晶体谐振器的负载等效电阻(RL)。
|-R|>RL
当满足该公式时,振荡会逐渐增强并被放大,之后进入稳定状态,如下图所示,达到稳定的振幅。

(振荡电路的起动特性)
负性阻抗的趋势
频率越低,或晶体谐振器越小型化,所需的负性阻抗就越大。此外,负性阻抗还会因IC和频率不同而有所变化。若负性阻抗过大,可能会出现以3次谐波振荡或自激振荡等不良现象。
负性阻抗的测定方法
可以通过在晶体谐振器上连接电阻,并测定其不起振时的电阻值来确定负性阻抗。测定时与频率测定相同,应使用天线对晶体谐振器进行非接触式测定,以避免受寄生电容的影响。电阻值在初始时应被设定较大,在不振荡的状态下逐步减小,到振荡时测定开始振荡时的电阻值,该电阻值即为负性阻抗。反之,如果从已振荡状态逐步增大电阻直至不起振时的电阻值,则该数值会大于实际的负性阻抗,请务必注意。

(负性阻抗的测定方法)
如何测定晶体谐振器的振荡电路的驱动功率?
下面说明测定晶体谐振器的驱动功率的方法。
1. 驱动功率的测定方法
使用电流探头在示波器上测定流经晶体谐振器的电流 Ip-p (mA)。然后根据公式1计算出有效电流值 Irms,再通过公式2计算驱动功率。
Irms=Ip-p/(2√2) (mA)….. (公式 1)
P=(Irms) 2 x RL(μW)…… (公式 2)
※ RL=R1(1+Co/CL)2
其中,晶体谐振器的等效电阻 R1、并联电容 Co 以及负载电容 CL的数值请向晶诺威科技技术部咨询。 如果实测的驱动功率大于交货规格书中规定的最大驱动功率,可通过增大图1振荡电路中的 Rd 来降低流经晶体谐振器的电流,以进行调整。

(驱动功率的测定示意图)
2. 驱动功率过高时的活动陷波现象
当施加到晶体谐振器上的驱动功率过高时,原本被抑制的杂散振荡可能会被激发,会发生频率温度特性的活性(即导通能力)下降。因此,请在驱动功率不超过交货规格书等所规定的数值的条件下使用。

(驱动功率过高导致活性下降的发生)
