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有源晶振輸出負(fù)載及晶振驅(qū)動(dòng)電路詳解

科技觀察員 ? 來源:晶諾威科技 ? 作者:晶諾威科技 ? 2022-04-12 14:48 ? 次閱讀
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有源晶振輸出負(fù)載及晶振驅(qū)動(dòng)電路介紹如下:

正弦波:負(fù)載50歐姆或1k歐姆

準(zhǔn)正弦波:10K歐姆并聯(lián)10PF電容

方波:N個(gè)TTL負(fù)載或N個(gè)PF電容

此外還有差分輸出PECL、LVDS等高頻(100MHz以上)常用的,實(shí)際使用中晶振的輸出個(gè)別用于驅(qū)動(dòng)以下電路形式:同軸電纜類的長線輸出與濾波器類的電路的輸出。這兩種電路個(gè)別適用于50歐姆的負(fù)載,這是因?yàn)橐陨蟽煞N電路個(gè)別需要50歐姆負(fù)載作匹配,在射頻領(lǐng)域還有75歐姆、300歐姆等特性阻抗,需要時(shí)要加以說明。此類的輸出波形最適宜的為正弦波,正弦波經(jīng)過長線傳輸后波形只是幅度有所衰減,波形并不會(huì)有畸變。

1、門電路的輸入

要驅(qū)動(dòng)門電路,須要講究高電平、低電平、占空比、上升沿、下降沿等指標(biāo),否則難以順利驅(qū)動(dòng)。因而方波是最適宜的波形。門電路也有TTL和CMOS門的區(qū)分,但目前主流的電路都實(shí)現(xiàn)了TTL/CMOS的兼容,作為高阻抗的輸入,其輸入的電阻成分阻值很大,但具備肯定的容性阻抗。

例如典范的74HC04與非門的輸入阻抗約為3.5PF(有時(shí)候晶振輸出不止驅(qū)動(dòng)一個(gè)門,因而方波負(fù)載通常為15PF,這樣能夠驅(qū)動(dòng)3~4個(gè)門,有種高驅(qū)動(dòng)才能的重負(fù)載為30PF,能夠驅(qū)動(dòng)更多個(gè)門)。當(dāng)然,也有為低功耗電路應(yīng)用而專門設(shè)計(jì)的低負(fù)載(10PF)晶體振蕩器。

2、代替晶體諧振器作為振蕩電路的輸入

在很多電子芯片中都能夠直接使用晶體諧振器做為時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生器,假如要求更高質(zhì)量的時(shí)鐘,也會(huì)用到晶體振蕩器。

例如常用的單片機(jī)AT89C51,其管腳XTAL1和XTAL2本是用來接晶體諧振器的(另外須要2個(gè)電容),假如用來接晶體振蕩器:分析其內(nèi)部電路可知,XTAL1腳為其內(nèi)部振蕩電路的輸入端,輸入阻抗很高,放大倍數(shù)很大,因而較小的波形就能夠使其觸發(fā)工作(峰峰值100mV~1V),特別適宜于準(zhǔn)正弦波的驅(qū)動(dòng)。

正弦波輸出的晶振也能夠?qū)ζ潋?qū)動(dòng),但需要在輸入端加阻抗匹配電阻,對(duì)晶振的輸出也是一種浪費(fèi)。方波輸出的晶振也能夠?qū)ζ潋?qū)動(dòng),但因方波輸出幅度太大,存在過分驅(qū)動(dòng)的嫌疑,過分驅(qū)動(dòng)的害處就是會(huì)使時(shí)鐘電路的噪聲變大,假如對(duì)噪聲不敏感,也能夠這樣用。

方波輸出的晶振最好接入XTAL2管腳,XTAL2管腳是門電路輸入和輸出的并聯(lián),其輸入阻抗較低,須要的驅(qū)動(dòng)電平較大(至少要達(dá)到TTL電平低電平小于0.4V,高電平大于2.4V的規(guī)范)。用正弦波或準(zhǔn)正弦波須要其帶負(fù)載時(shí)峰峰值達(dá)到2V以上才能夠。

說明:接晶體振蕩器時(shí),管腳上的2個(gè)電容個(gè)別是不需要的。

3、三極管、高速運(yùn)放電路的輸入

有時(shí)候用戶為實(shí)現(xiàn)整形、放大等目標(biāo),用三極管、高速運(yùn)放對(duì)晶振波形進(jìn)行處理,這種狀況下負(fù)載阻抗個(gè)別不是太重,用正弦波的波形最為適宜。須要提供負(fù)載、波形幅度等參數(shù)。

4、對(duì)EMI、頻率干擾有特別要求的電路

這種電路要求輸出的高次諧波成分很小,因而不論驅(qū)動(dòng)的是什么電路,都以正弦波(Sine wave)為最好。

方波輸出分為:TTL電平和CMOS電平

TTL電平輸入低電平《=0.8V,高電平》=2.0V;輸出低電平《0.4V,高電平》2.4V,最大低電平和最小高電平之間是無效電壓。

CMOS電平輸入低電平《0.3Vcc,輸入高電平》0.7Vcc,輸出低電平《0.1Vcc(接近于0),輸出高電平》0.9Vcc(接近于電源電壓)。

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