剖析振荡电路设计关键

1.选用公差和谐振阻抗较小的晶体

在采购不同批次晶体时，要保证频率公差和谐振阻抗的一致性。当晶体放入振荡电路中，电路的损耗会降低Q值。在线Q值高，可以改善振荡电路的近端相位噪声和抖动。往期文章:[《石英晶体的品质因数Q值]

2.选择合适的激励功率

随着晶体的小型化发展趋势，振荡的能量需求变小。如果激励功率过大可能破坏晶体的内部机理，引起振荡频率异常、稳定度下降、频率失真等现象，更为严重的导致电极受损。

在电路设计时，KOAN小妹建议您确认所使用的激励等级绝对不超过最大激励等级。

不同封装晶体的激励等级参考值：

• 49U/49S/SMD: 100uW (500Max)
• SMD贴片MHz: 10uW(100Max)
• 32.768kHz: 0.1uW(0.5Max)

如果产品设计有缺陷，造成激励功率不匹配，容易导致振荡频率可变范围变窄，电流异常增大，最后稳定性变差。

如果需要减小驱动功率，可采取以下措施：

• 增大限流电阻→反相放大器的输出幅度将会减小→减弱驱动功率
  • 应保证振荡宽度超过RR的5倍
• 减小外部负载电容→振荡电路阻抗将会增加→实际驱动功率随之减小
• 负载电容减小，导致振荡频率增加。如果超出使用范围，可采购低负载晶体配合调整。

3.合适的匹配电容（满足相位条件）

晶体两端匹配电容愈接近晶体负载容量CL，目标频率愈精准。增加匹配电容，负载增大，频率下降，振荡宽度和振荡幅度会减小，

4.振荡宽限（满足振幅条件）

石英晶体振荡器的振幅条件是振荡起动及能正常持续振荡的条件，回路上的负性电阻绝对值│-R│。

负性电阻 |- R| = Rtest + Re

Rtest=与晶振串联连接纯电阻

Re=振荡时的有效电阻=R1(1+C0/CL)^2

建议振荡宽限为晶振等效串联电阻RR的5倍之上：│-R│≥ 5RR；电路进入正常振荡状态时│-R│变小：达到RR=│-R│。

5.选用合适的振荡IC

振荡IC制造商的不同，导致带来电路常数和电路配置的不同，从而对晶体的振荡产生影响。

振荡电路的工作频率如果不在晶体谐振器标称频率范围内，称为“不规则振荡”，我们可以调整阻尼电阻和外部电容来避免不规则振荡。

6.其它因素：电路，环境

KOAN晶振会根据客户端电子产品的特殊电路基础和环境需求，为您精选晶体，提高振荡电路的稳定性。