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晶体谐振器的振荡裕量,你了解吗?

<p>振荡裕量是指振荡停止的裕量,这是振荡电路中最重要的术语。该裕量是以晶体谐振器电阻为基础的比值,表明振荡电路放大能力的大小。理论上来说,在裕量大于或等于1时,振荡电路可以运行。但是,在振荡裕量接近1时,由于振荡启动时间过长等原因,模块运行可能会失败。可以通过增加振荡裕量来解决此类问题。</p>

<p><strong>计算</strong><br />
可以使用如下方法计算振荡裕量:<br />
振荡裕量 [倍] = |-R|/R1spec<br />
|-R|: 负阻<br />
R1spec: 规范中规定的晶体谐振器等效串联电阻最大值。<br />
请参考晶体谐振器目录或数据表中的R1 spec值。<br />
可以测量实际振荡电路的负阻。<br />
最好使振荡裕量大于或等于5倍。</p>

<p><strong>测量方法</strong><br />
1.测量要求<br />
PCB<br />
晶体谐振器 (具有等效电路常数数据)<br />
电阻 (SMD)<br />
测量仪器 (示波器、频率计数器或是其它可以观察振荡的仪器)</p>

<p>2.将电阻串联到晶体谐振器上,并检查振荡电路是否工作。</p>
<img alt="振荡电路" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="fe8c6c84-ffcd-488e-88be-3790a20946ee" src="/sites/default/files/inline-images/%E6%8C%AF%E8%8D%A1%E7%94%B5%E8%B7%AF.gif" />
<p>3.如果2) 证实有振荡,就增大电阻。如果没有振荡,就减小电阻。<br />
4.找出最大电阻 (=Rs_max) ,即振荡停止前的电阻。<br />
5.用Rs_max测量振荡频率。<br />
6.通过以下公式计算有效电阻RL</p>
<img alt="通过以下公式计算有效电阻RL" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="537f9975-c970-4891-9007-e853b7dd0554" src="/sites/default/files/inline-images/%E9%80%9A%E8%BF%87%E4%BB%A5%E4%B8%8B%E5%85%AC%E5%BC%8F%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%89%E6%95%88%E7%94%B5%E9%98%BBRL.gif" />
<p>7.通过以下公式计算负阻|-R|:&nbsp;</p>

<p><img alt="通过以下公式计算负阻|-R|" data-entity-type="file" data-entity-uuid="6034b68e-4a34-4fce-82c1-9c7edc9cfcd4" src="/sites/default/files/inline-images/%E9%80%9A%E8%BF%87%E4%BB%A5%E4%B8%8B%E5%85%AC%E5%BC%8F%E8%AE%A1%E7%AE%97%E8%B4%9F%E9%98%BB_0.gif" /></p>

<p><strong>简单方法</strong><br />
1.我们用简单方法来查看一下振荡裕量是否超过5倍。<br />
准备一个晶体谐振器等效串联电阻额定电阻5倍的电阻器。<br />
将准备好的电阻器串联到晶体谐振器上。<br />
检查振荡电路是否正常工作。</p>

<p>2.判断<br />
振荡电路是否正常工作,也就是振荡停止裕量大于等于5倍。<br />
如果振荡电路不工作,振荡停止裕量可能小于5倍。<br />
在振荡停止裕量小于5倍时,最好减小阻尼电阻或是外部负载电阻。(<a href="https://www.murata.com/zh-cn/support/faqs/products/timingdevice/crystal…,并给出相应的对策</a>)</p>

<p><strong>判断</strong><br />
请使用振荡裕量大于5倍的振荡电路。<br />
在实际使用中,从理论上来说,如果振荡裕量大于或等于1倍,应通过振荡电路是否工作来考虑振荡裕量的变化。<br />
如果振荡裕量较低,很可能会出现振荡故障。因此,最好检查一下振荡裕量,并考虑电路条件,以保持足够的振荡裕量。</p>

<p><strong>注意</strong></p>

<ul>
<li>影响振荡裕量的不仅是晶体谐振器特性,还有组成振荡电路的元件 (MCU、电容器和电阻器) 。因此,在使用MCU组装模块时,最好检查一下振荡裕量。</li>
<li>最好对串联的电阻器进行评估。请不要在实际使用中使用此类电阻器。</li>
<li>最好检查模块的功能。振荡电路的频移很可能会造成模块无法正确工作。</li>
<li>在测量中应当使用夹具和插座,但是它们的杂散会对振荡裕量产生影响。</li>
</ul>
<img alt="振荡电路: 测量负阻" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="0613e527-0a70-464d-9901-418720cad17d" src="/sites/default/files/inline-images/%E6%8C%AF%E8%8D%A1%E7%94%B5%E8%B7%AF%EF%BC%9A%E6%B5%8B%E9%87%8F%E8%B4%9F%E9%98%BB_0.JPG" /><img alt="振荡电路: 测量负阻 (简单方法)" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="e6c04c84-ac4b-4310-917d-daee8229aeb0" src="/sites/default/files/inline-images/%E6%8C%AF%E8%8D%A1%E7%94%B5%E8%B7%AF%E6%B5%8B%E9%87%8F%E8%B4%9F%E9%98%BB%20%28%E7%AE%80%E5%8D%95%E6%96%B9%E6%B3%95%29.JPG" />
<p>&nbsp;</p>