如何计算晶体谐振器的振荡裕量

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。

计算

可以使用如下方法计算振荡裕量:

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

测量方法

1.测量要求PCB晶体谐振器 (具有等效电路常数数据)电阻 (SMD)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)

2.将电阻串联到晶体谐振器上，并检查振荡电路是否工作。

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。

4.找出最大电阻 (=Rs_max) ，即振荡停止前的电阻。

5.用Rs_max测量振荡频率。

6.通过以下公式计算有效电阻RL

7.通过以下公式计算负阻|-R|:

简单方法

1. 我们用简单方法来查看一下振荡裕量是否超过5倍。

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。

将准备好的电阻器串联到晶体谐振器上。检查振荡电路是否正常工作。

2.判断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。

如果振荡电路不工作，振荡停止裕量可能小于5倍。

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。（请解释振荡停止的原因，并给出相应的对策）

判断

请使用振荡裕量大于5倍的振荡电路。

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。

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。

注意

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。

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。

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。

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。