Rf反馈电阻在晶振皮尔斯振荡器电路中的作用

关于Rf反馈电阻在晶振皮尔斯振荡器电路中的作用,解释如下:

  • 晶体谐振器起振原理:

芯片内部电路与外部晶振和匹配电容组成皮尔斯振荡器电路。

  • 皮尔斯振荡器电路构成:

一个反相器、一个电阻、晶体谐振器、两个匹配电容

Rf反馈电阻在晶振皮尔斯振荡器电路中的作用

  • 皮尔斯振荡电路稳定性需求条件:

1、在所需的振荡频率下,环路增益之积必须等于或大于1。

2、环路周围的相移必须为零或 2π(360°) 的任何整数倍。

Rf反馈电阻在晶振皮尔斯振荡器电路中的作用

Rf反馈电阻在晶振皮尔斯振荡器电路中的作用如果 U1 提供 -180° 相移,则其余外部组件需要额外的 -180° 才能满足标准。,相移将自动调整为围绕环路精确的 360°,以保持振荡。

Rf反馈电阻在晶振皮尔斯振荡器电路中的作用如果 U1 提供 -185° 相移,则其余组件将在正常工作的设计中自动提供 -175° 相移。

Rf反馈电阻的作用

Rf是反馈电阻,它使反相器U1工作在线性放大区。反馈电阻连接在 U1的Vin 和 Vout 之间,以便将放大器偏置在 Vout = Vin 并迫使其在线性区域,即下图中阴影区域内。

Rf反馈电阻在晶振皮尔斯振荡器电路中的作用

实际上反相器电路中许多电路不加这个电阻也能起振,因为一般的电路都有扰动信号,但有个别的反相门电路不加这个电阻就不能起振,因为扰动信号强度不够。在低温环境下振荡电路阻抗也会发生变化,当阻抗增加到一定程度时,晶振就会发生起振困难或不起振现象。

如果您的产品出现了低温情况晶振不起振或者低温时MCU运行不正常的情况(有的芯片外部振荡电路不起振时可能会自动切换为内部晶振)。这时,我们就需要检查Rf电阻是否正确。现在许多芯片的反馈电阻Rf已经集成到芯片内部,可通过芯片手册查询Rf反馈电阻相关信息,如STM32的晶振电路图如下:

Rf反馈电阻在晶振皮尔斯振荡器电路中的作用

Rf反馈电阻在晶振皮尔斯振荡器电路中的作用

如果查询失败,在未连接外部元件(C1、C2 和 X1)的情况下,请尝试测量反相器的输入和输出的电压:

Rf反馈电阻在晶振皮尔斯振荡器电路中的作用如果芯片内部集成了反馈电阻,那么测量的输入和输出引脚的电压将在 Vcc/2 左右;

Rf反馈电阻在晶振皮尔斯振荡器电路中的作用如果芯片内部没有集成反馈电阻,则反相器将被锁存,输入和输出将处于逻辑“1”或逻辑“0”状态;即图中的非阴影区域。

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