价 格: | 0.01 | |
加工定制: | 否 | |
品牌: | KDS晶振 | |
型号: | KDS晶振 | |
种类: | 晶振 | |
调整频差: | 23232(MHz) | |
温度频差: | 32(MHz) | |
总频差: | 32(MHz) | |
负载电容: | 2323(pF) | |
负载谐振电阻: | 232(Ω) | |
激励电平: | 32(mW) | |
基准温度: | 32(℃) | |
插入损耗: | 32(dB) | |
阻带衰减: | 323(dB) | |
输入阻抗: | 23(kΩ) | |
输出阻抗: | 232(kΩ) |
1 电路结构
如图1 所示是晶振的整体电路.R1为反相器invl提供偏置,使其中的MOS管工作在饱和区以获得较大的增益;C1,C2和杂散电容一起构成晶体的电容负载, 同时它们和反相器invl一起可以等效为一负阻, 为晶体提供其振荡所需要的能量; R2用来降低对晶体的驱动能量, 以防止晶体振坏或出现异常; 反相器inv2对invl的输出波形整形并驱动负载.
图2 所示为晶体的等效电路,Cp是晶体两个引脚间的电容, 对于不同的晶体, 其值在2~ 5pf之间; Rs是晶体的等效串连电阻, 其值表示晶体的损失;Cs和Ls分别为晶体的等效串连电容和电感, 这两个值决定了晶体的振荡频率."
设计反相器时, 对gm的取值应该加以留意. 尤其是对32.768KHZ的晶振, 由于其Rs值很大,gm设置不当很轻易导致晶体不振荡. 在设置了合适的电路参数值的情况下, 使用Matlab画出(3)式中Zc相对于gm的轨迹图,如图5所示,横轴是Zc的实部( 电阻部分),纵轴是Zc的虚部(电容部分). 这里使用晶体Rs值为50kΩ.图中竖线对应实轴上的值为50kΩ,也就是说电路可以振荡时gm必须落在竖线左边的半圆上. 竖线与半圆的两个交点分别是gm的值和最小值.3 电路设计及仿真实际电路按照图1搭建,除了晶体和C1 ,C2的固定部分之外的其它元器件都被集成在电路内部, 器件模型选用的0.25um模型.在设置电路参数时有几点是必须留意的.前面已经用Matlab计算出了gm的和最小值是分别如图5所示的14.5uS和0.7uS,电路中反相器的gm值必须在这两个值之间才能保证正常振荡. 因此MOS管选取了较小的宽长比以达到gm的要求.通过CadenceSpectre进行电路仿真得到的gm在各个corner下从6.3us到3.2u.s之间,满足要求.
硅机电振荡器,可编程晶振的出现让不少石英晶体生产厂家震撼和恐惧,因为这款可编程的晶体出现会直接威胁到石英晶振生产商的饭碗。但是以千赫石英晶体表晶为主要生产的厂家到不是很担心,因为目前的硅机电晶体替代技术还没法把时钟晶体表晶系列给替代,因此以千赫为主要生产的工厂目前完全不担心。4月20日,美国初创公司SiTime在北京宣布,推出可代替传统石英振荡器的SiT11xx系列MEMS First振荡器(硅机电振荡器)。SiT11xx系列提供1MHz~125MHz输出频率,适合数玛相机、游戏机、机顶盒、MP3播放器等各类消费电子产品,汽车电子及工业产品应用。SiTime的振荡器在-40℃~85℃温度变化范围内提供50ppm~100ppm的频率精度,而操作电压仅在3.3V、2.5V或1.8V。SiTime目前已经可以提供样片,预计9月量产出货。SiTime公司还宣布和香港先思行有限公司(AV Concept Limited)签定中国大陆及香港地区销售代理权。在很多数字集成电路中都要用到实时时钟( RTC, Real Time Clock ) , 而确保RTC工作计时正确的关键部分就是32 .768KHZ的晶体振荡器电路. 本文先容了集成32.768KHZ晶体振荡电路的设计方法及留意事项, 并用Matlab验证了理论分析, 用Cadence Spectre 仿真了电路."