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微處理器應該怎樣選擇匹配晶振?一文足以解惑

來源:http://www.976524.tw 作者:億金電子 2020年05月12
  微處理器其實可以稱之為簡易版的計算機,它也是中央處理器中的一種,可以完成一些計算機基本的功能,比如發送指令,執行指令,與外部進行信息交換等.這種設備在現代生活中應用是非常廣泛的.但是,選擇一款與之匹配的石英晶振產品一直以來都是微處理器開發制造者們的一大難題.本文就是要帶大家破開這重迷障的.
  那么到底應該怎么選型呢?除非微處理器數據表中另有規定,否則本應用筆記可作為選擇晶體的一般指導,該晶體可與許多領先的微處理器制造商一起使用.大多數微處理器都包括具有正反饋電阻器(典型值為1MO)和可選的串聯電阻器的逆變器設計,該電阻器的阻值范圍為10歐姆至1K歐姆(見圖A).
  它具有一個輸入端口(通常稱為XIN,XI,XTALI或類似性質)和一個輸出端口(XOUT,XO,XTALO或類似性質),用于這兩個端口之間的晶振連接.大多數芯片設計有一個選項,該選項由饋入晶體輸入端口的外部時鐘振蕩器驅動,或者由外部晶體驅動.
  根據諧振頻率,可以選擇貼片晶振作為基本模式或泛音模式.通常,高于28MHz的頻率需要第三種泛音模式,以實現價格優勢和交付.
  在晶體電抗為感性的并聯模式下,需要兩個外部電容器(C1)和(C2),以實現振蕩中必要的相移.無論晶體處于基本模式還是泛音模式,都需要C1和C2.C1和C2的值由芯片制造商指定,從6pF到47pF不等.
  C1和C2可能不平衡,即值相等,但有時會因特定的比例(C1/C2)而偏移,以獲得最佳性能,具體取決于晶體和放大器的特性以及電路板的布局.圖B示出了用于基本模式操作的典型配置.
  在泛音模式下,需要一個額外的電感器L1和電容Cc來選擇第三泛音模式,同時抑制或拒絕基本模式.在第三泛音晶體電路中選擇L1和Cc值,以滿足以下條件.
  來自串聯諧振電路的L1,Cc組件的頻率低于基頻,這使得該電路在基頻下看起來是電感性的.這種情況不利于基本模式下的振蕩.
  來自并聯諧振電路的L1,Cc和C2分量的頻率約為基頻和第三泛音頻率的一半.這種情況使電路在第三泛音頻率下具有電容性,這有利于在所需泛音模式下的振蕩.(見圖C)
  在標準泛音模式下,C2值從10pF到30pF不等.Cc值應至少選擇C2值的10倍,因此等效C-equiv.將近似值.
  不同晶振頻率下L1的典型值:
  圖D示出了用于40.320MHz的第三泛音模式操作的典型電路配置.
  以上就是該晶振資料對微處理器晶振選型過程中所需要注意的問題以及應該怎樣去正確選型等問題進行了詳細的闡述.
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