我是一名來自深圳市康華爾電子有限公司的工程師，從事晶振行業(yè)已十年有載。作為一名資深工程師，每天面對新老客戶提出的有關石英晶振的各種問題，我都耐心地一一解答，并為他們提供專業(yè)的晶振行業(yè)的技術指導，這促使我養(yǎng)成了做筆記的習慣。上面不僅記載著我在工作中遇到的典型案例，也收集了不少我認為有晶振行業(yè)價值的技術信息。到目前為止，我的工作筆記已經有好幾本了。下面就分享一篇有關任何類型的微控制器都接受的晶體并行模式，即第三泛音模式。
    晶振的作用是給應用電路提供穩(wěn)定的頻率輸出，晶振的振蕩除了可以在振動幅度最強的基頻模式振蕩外，還可以在3倍于基頻及至5倍于基頻的頻率上振動。比如一個基頻為20MHz的晶振，它的3次泛音就是約60MHz，如果我們某個電路需要60MHz的頻率，直接生產60MHz的晶振非常困難，這時我們就可以采用3次泛音模式，使用一個頻率為20MHz的晶振通過3次泛音得到60MHz的頻率，這樣就能大幅降低生產成本。
電路描述
    大多數芯片包括一個正反饋電阻逆變器設計(典型的1歐姆)的值從100變化到1K歐姆可選的串聯(lián)電阻(見圖1).


    它具有一個輸入端口,通常被稱為(XIN)和一個輸出端口(XOUT)這兩個端口之間的晶體連接.大多數芯片的設計與一個選項,無論是由一個外部石英晶體振蕩器饋送到晶體輸入端口,或與外部晶體.
   根據頻率,晶體可作為基本或泛音模式.通常,頻率35 MHz以上要求的價格優(yōu)勢和交貨第三泛音模式.在并行模式下,該晶體在電抗電感,兩個外部電容C1和C2是必要的相移振蕩的要求.Cl和C2需要晶體是否是在基本模式或泛音模式.Cl和C2的值由芯片制造商指定的變化從6pF為47pF.Cl和C2可能不平衡,例如,平等的價值,但有時在一個特定的比例失調(Cl、C2)為了獲得最佳性能,取決于晶體和放大器的特性和電路板布局.(參見圖2)顯示了一個典型的基本操作模式配置.


  在泛音模式,一個額外的電感和電容Cc會被要求選擇第三泛音模式而抑制或拒絕的基本模式.選擇在第三泛音晶體電路元件值會和Cc要滿足以下條件：
   1.LlC_c元件的串聯(lián)石英晶振電路,在下面的基本頻率,使電路看起來感應基頻.這種條件不利于振蕩的基本模式.
   2.LlCc和C2組成在頻率一半的基本和第三泛音頻率之間的并聯(lián)諧振電路.這種情況使得電路的電容在第三泛音的頻率,這有利于在所需的泛音模式振蕩.(見圖3).

3.在一個標準的色彩模式,C2值為10pF,到30pF的變化.Cc值應選擇至少10倍價值的C2,其等效cequiv.將約為C2值.
   4.不同晶體頻率下的典型值：
      25 MHz的4.7uh,6.8uh,8.2uh,l0uh
      32 MHz的2.7uh,3.9uh,4.7uh,5.6uh
      40 MHz的1.5uh,1.8uh,2.2uH,2.7uh,3.3uh
負阻
    為了獲得最佳性能,建議測量振蕩電路的負電阻.如圖4所示,從振蕩電路中增加一個晶體的一端,并在一個低值的開始插入一個可變電阻.用示波器監(jiān)視波形,并繼續(xù)增加插入的虛擬現實(可變電阻)的值,直到電路將在示波器上顯示沒有振蕩信號.振蕩停止代表負電阻的值.這是建議的振蕩電路的負電阻值一般應至少最大ESR的5~10倍.

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