晶振电容三点式振荡电路:晶振 Pierce电路

大多数晶振电路都是采用电容三点式振荡电路Pierce电路就是其中一种应用最广泛的电路,它的电路结构如下图:

晶振电容三点式振荡电路:晶振 Pierce电路

(晶振电路的 Pierce电路)

其中,

Inv:芯片内部反相器;

RF:反馈电阻,一般集成在芯片内部,也有的芯片内部不集成RF;

XTAL:石英晶体;

CL1、CL2:补偿负载电容;

CS:由于PCB布线、连接等产生的寄生电容。

R Ext:外部限流电阻。

该电路的负载电容CL:

晶振电容三点式振荡电路:晶振 Pierce电路

如上图所示,Inv 和RF构成放大器,其余电路组成反馈网络。信号经过反相器,产生180°相移,在晶体的并联谐振频段内,晶体和其负载电容提供另外180°相移,这样也就满足了晶体的相位起振条件。

补偿负载电容越大,晶振电路的工作频率越低;补偿负载电容越小,晶振电路的工作频率越高。可以通过调节补偿负载电容来调节晶振电路的工作频率。增大反相器输出端的补偿负载电容CL2或者减小反相器输入端的补偿负载电容CL1可以提高反馈系数,增大环路增益。在实际晶振电路中,当晶振电路不起振或者起振过慢,可以适当增大CL2或者减小CL1。

根据晶体规格书中要求的负载电容CL的值和上面的负载电容公式计算外部补偿负载电容CL1和CL2的值,一般CL1、CL2的值相等,寄生电容CS的值取4pF~6pF。另外,考虑到晶体的频率稳定性,负载电容的容值应不随环境变化而变化或变化很小,C1和C2应选取NP0的电容。

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