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標題: 晶振的作用 [打印本頁]

作者: 揚興晶振HXR 時間: 2015-5-13 15:54
標題: 晶振的作用
晶振的作用是給機器提供一個時鐘信號，晶振通過頻率發生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率。計算機都有個計時電路，雖然叫做“時鐘”，但它們實際上并不是通常意義的時鐘，把它們稱為計時器更恰當一點。計算機一般使用的是精度比較高的石英晶體，石英晶體在一定范圍內的頻率振蕩，這種頻率取決于晶體本身的PPM（頻率偏差度），PPM越小，震動越穩定。
不同的晶振，它功耗也不同。分立振蕩器的功耗主要由反饋放大器的電源電流以及電路內部的電容值所決定。CMOS放大器功耗越大，功耗越大，這個可以表示為功率耗散電容值。比如，HC04反相器門電路的功率耗散電容值是90pF。在4MHz、5V電源下工作時，相當于1.8mA的電源電流。再加上20pF的晶振負載電容，整個電源電流為2.2mA。陶瓷諧振槽路一般具有較大的負載電容，相應地也需要更多的電流。相比之下，晶振模塊一般需要電源電流為10mA ~60mA。硅振蕩器的電源電流取決于其類型與功能，范圍可以從低頻（固定）器件的幾個微安到可編程器件的幾個毫安。一種低功率的硅振蕩器，如MAX7375，工作在4MHz時只需不到2mA的電流。在特定的應用場合優化時鐘源需要綜合考慮以下一些因素：精度、成本、功耗以及環境需求
在應用具體起到的作用，微控制器的時鐘源可以分為兩類：基于機械諧振器件的時鐘源，如晶振、陶瓷諧振槽路；RC（電阻、電容）振蕩器。一種是皮爾斯振蕩器配置
，適用于晶振和陶瓷諧振槽路。另一種為簡單的分立RC振蕩器。基于晶振與陶瓷諧振槽路的振蕩器通常能提供非常高的初始精度和較低的溫度系數。RC振蕩器的優點是快速啟動而且價格低，但通常在整個溫度和工作電源電壓范圍內精度較差，會在標稱輸出頻率的5%至50%范圍內變化。環境和電路元件選擇會對它造成影響。需認真對待振蕩器電路的元件選擇和線路板布局。在使用的時候，陶瓷諧振槽路和相應的負載電容必須根據特定的邏輯系列進行優化。具有高Q值的晶振對放大器的選擇并不敏感，但在過驅動時很容易產生頻率偏差，甚至晶振損壞。影響振蕩器工作的環境因素有：濕度和溫度、電磁干擾（EMI）、機械震動與沖擊。這些因素會增大輸出頻率的變化，增加不穩定性，并且在有些情況下，還會造成振蕩器停振。上述大部分問題都可以通過使用振蕩器模塊避免。這些模塊自帶振蕩器、提供低阻方波輸出，并且能夠在一定條件下保證運行。最常用的兩種類型是晶振模塊和集成RC振蕩器（硅振蕩器）。晶振模塊提供與分立晶振相同的精度。硅振蕩
器的精度要比分立RC振蕩器高，多數情況下能夠提供與陶瓷諧振槽路相當的精度。　　選擇振蕩器時還需要考慮功耗。分立振蕩器的功耗主要由反饋放大器的電源電流以及電路內部的電容值所決定。

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