价 格: | 0.26 | |
加工定制: | 否 | |
品牌: | 爱普生晶振 | |
型号: | 爱普生晶振 | |
种类: | 晶振 | |
标称频率: | 9(MHz) | |
调整频差: | 8(MHz) | |
温度频差: | 825(MHz) | |
总频差: | 1(MHz) | |
负载电容: | 1(pF) | |
负载谐振电阻: | 1(Ω) | |
激励电平: | 1(mW) | |
插入损耗: | 1(dB) | |
阻带衰减: | 11(dB) | |
输入阻抗: | 11(kΩ) | |
输出阻抗: | 1(kΩ) |
2 电路原理分析
图1 所示的晶振电路假如满足巴克豪林准则就可以振荡. 从负阻的角度来分析电路的工作原理.提供负阻的电路如图3(a)所示, 由反相放大器和表晶两真个负载电容构成.
M1可以替换图1中的invl,忽略沟道长度调制效应、体效应和晶体管的寄生电容. M1的漏电流即是(-I=/C1s)gm ,所
因此
对于S=jw加, 此阻抗由一个即是-gm/(ClCZw2)的负电阻串连C1 和C2组成(图3(b))
如图4 所示, 将表晶和放大器的偏置电阻置于M1 的栅漏两端就构成了前面所述的晶振电路,它可以等效为右边的串连谐振电路, 假如要维持电路振荡,必须保证Zc的实部也就是负阻部分的︱Rosc︱≥Rso其中
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.偏置电阻R,使反相器invl工作在线性放大区,这样才能使反相用具有大的增益并使其振荡在确定频率.R1的推荐值是10到25MΩ之间.随着R1的增大,反相器的增益随之增大,使振荡器更快的起振并可以在较低的电源电压下维持振荡.R2的作用是增加反相器的输出电阻并限制驱动晶振的电流的大小.R2的值必须足够大以防止晶振被过驱动而导致晶体损坏,32.768KHZ晶体的驱动功率值是1uW. 对于32.768KHZ的晶振,R2的值在200到300kΩ左右.
总体来说晶振的稳定度等方面好于晶体,尤其是精密测量等领域,绝大多数用的都是的晶振,这样就可以把各种补偿技术集成在一起,减少了设计的复杂性。试 想,如果采用晶体,然后自己设计波形整形、抗干扰、温度补偿,那样的话设计的复杂性将是什么样的呢?我们这里设计射频电路等对时钟要求高的场合,就是采用 高精度温补晶振的,工业级的要好几百元一个。"