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单片机晶振起振电容,我30pf,20pf都用随心情,我想知道会有...

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出0入0汤圆

发表于 2016-6-22 10:43:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
两者都在用,我想知道都用会有什么问题?时间精度不一样?

阿莫论坛20周年了!感谢大家的支持与爱护!!

一只鸟敢站在脆弱的枝条上歇脚,它依仗的不是枝条不会断,而是自己有翅膀,会飞。

出0入0汤圆

发表于 2016-6-22 10:52:01 | 显示全部楼层
想问下楼主做的啥产品?
  

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2016-6-22 10:55:09 | 显示全部楼层
laoshuhunya 发表于 2016-6-22 10:52
想问下楼主做的啥产品?

民用温度控制类

出0入0汤圆

发表于 2016-6-22 10:55:34 | 显示全部楼层
首先明白为什么需要匹配电容。晶振生产的时候有一个标准匹配电容,一个一个挑选出来的。所以晶体参数有一个匹配电容的参数。

实际使用中由于PCB线路不同匹配电容会有差别。匹配电容越小频率越高,有一个计算公式,具体看晶振厂家手册。

出0入0汤圆

发表于 2016-6-22 11:34:22 | 显示全部楼层
如果你的时钟用于低速UART或是SPI这类,用RC一般都能满足要求。
如果你是用于以太网甚至WIFI,你电容差一个PF,可能就偏差了几个PPM。
同时,PCB走线也会产生寄生电容,所以一般比推荐值小几个PF,具体值需要实际上板调试。
如果要求再高的,还要考虑温度了。

出0入0汤圆

发表于 2016-6-22 11:53:16 | 显示全部楼层
学习,搭车问“晶振频率”怎么测?直接搭示波器探头?

出0入0汤圆

发表于 2016-6-22 11:57:23 | 显示全部楼层
对于一些质量不是很好的IC,有可能会起不了振。但大部分情况是OK的。

出0入134汤圆

发表于 2016-6-22 12:18:05 | 显示全部楼层
谐振电容会影响晶体频率,可以通过频谱仪接触外壳测量,下午拍个图给大家看看

出0入0汤圆

发表于 2016-6-22 13:11:52 | 显示全部楼层
看来LZ没做过温度实验

出0入0汤圆

发表于 2016-6-22 16:37:50 | 显示全部楼层
Microchip的手册里有这么段话:“采用较大的电容虽然可以提高振荡器的稳定性,但是同时会延长振荡器的起振时间。这些值仅供设计参考。由于谐振器的特性各不相同,因此用户应向谐振器厂商咨询外部元件的正确参数。”

出0入0汤圆

发表于 2016-6-23 10:34:08 | 显示全部楼层
linfulin 发表于 2016-6-22 11:53
学习,搭车问“晶振频率”怎么测?直接搭示波器探头?

探头X10档,测XO引脚。

搭上后对频率略有影响,最好是可以由芯片内部把这个时钟再输出来。

出0入0汤圆

发表于 2016-6-23 11:58:17 | 显示全部楼层
我曾经是做晶体的。给些不太权威的答案参考
晶体生产都是有负载电容参数的,当然也可以说串联频率(相当于负载无趣大)。晶体工作的那个频率-阻抗图是说各种问题的基础,还有个导纳图就不说了。
生产会按负载电容来测频率,必须满足一定范围。这个范围一般是ppm量级。还有其他各种参数,比如温度范围等,最后都反映到频率偏差上面。频率偏差越小,晶体就越贵了,因为要测试分选的。另提一下温度-频率关系,一般是AT切,是个三次曲线,和晶体的切面角度很有关系。还有BT切,二次曲线了。一般水平的就应该知道,二次曲线要保证一定温度范围内频率不超差,不容易了。毕竟晶体切面角度有散布,控制也很难!还有其他切型。音叉形的切型我接触很少。
我们用呢,又是反过来用的,先说频率,再对负载电容。尤其是我们不是纯粹的正向设计。罗嗦了。正向设计要搞振荡电路设计,什么考毕兹,三点式之类。有个重要的数据是负反馈要3倍放大倍数。好久没搞,连这个重要数据都不敢那么肯定了。大家指正吧。很久以前,振荡电路设计都要用可调电容的,频率不对,调调电容。后来都省了,就要厂家保证频率范围。你们都知道,电容容量的标称范围是多大?
频率不一样,电容不一样,晶体的阻抗当然也不一样。但晶体阻抗也是生产的一个参数。看频率-阻抗图吧。

出0入0汤圆

发表于 2016-6-23 12:16:01 | 显示全部楼层
IC内部的放大器的负阻一般都够,所有可以起振,就是影响频偏。

出0入0汤圆

发表于 2016-6-23 22:28:26 来自手机 | 显示全部楼层
ren0214 发表于 2016-6-23 11:58
我曾经是做晶体的。给些不太权威的答案参考
晶体生产都是有负载电容参数的,当然也可以说串联频率(相当于 ...

学习了 这么多讲究

出0入0汤圆

发表于 2016-6-27 09:31:04 | 显示全部楼层
heize 发表于 2016-6-23 12:16
IC内部的放大器的负阻一般都够,所有可以起振,就是影响频偏。

这个说法是不对的。
因为按生产来说,晶体的阻抗是串联阻抗,是最小的阻抗。而实际一般用的是并联电容,晶体的阻抗就变化了,具体可以计算或按频率-阻抗曲线计算。放大器的负阻有限,还要满足3倍阻抗要求,还有个“激活”问题,电容不合适,很容易就不起振了。
特别提一下,晶体的“激活”问题。以前的振荡器,带类似的AGC电路,开机起振会有高功率脉冲激励,而后来的数字电路越来越要求低功耗,晶体的驱动电路功率很有限。晶体就不容易起振,或起振时间长。你们难道真认为,谁家做晶体都,只要频率、阻抗一样,就品质都一样?!

出0入0汤圆

发表于 2016-6-27 11:56:51 | 显示全部楼层
ren0214 发表于 2016-6-27 09:31
这个说法是不对的。
因为按生产来说,晶体的阻抗是串联阻抗,是最小的阻抗。而实际一般用的是并联电容, ...

什么东西往极端说,能不出错?
这里说的是30pf和20pf的问题,不要扯七扯八的。

出0入0汤圆

发表于 2016-6-27 12:13:18 | 显示全部楼层
ren0214 发表于 2016-6-27 09:31
这个说法是不对的。
因为按生产来说,晶体的阻抗是串联阻抗,是最小的阻抗。而实际一般用的是并联电容, ...

再废话几句。
下图是一个32K晶体安全因子考量方法,说明了负阻抗的影响。
3倍?如果我没记错,是文氏电桥的要求,请不要混为一谈。

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出0入0汤圆

发表于 2016-6-27 13:59:08 | 显示全部楼层
heize 发表于 2016-6-27 11:56
什么东西往极端说,能不出错?
这里说的是30pf和20pf的问题,不要扯七扯八的。 ...

你的意思不就是20,30PF的电容没关系,就是频率偏差而已。自己都不知道说啥了吧?你看看你后面给的资料,看见3倍增益没有?
没有?阻抗3倍不就是了。难道不是一个意思?分子分母而已。根本就不是什么极端的事,如果真极端了就好了,要么工作要么不工作。如果一批晶体,有部分工作,有小部分不工作,还有部分偶尔工作偶尔不工作,这可如何是好?
我们一般都不做正向设计,还是懂一点好。
我就喜欢扯远一点,大家讨论多点互相多学点。

出0入0汤圆

发表于 2016-6-27 18:41:51 | 显示全部楼层
ren0214 发表于 2016-6-27 13:59
你的意思不就是20,30PF的电容没关系,就是频率偏差而已。自己都不知道说啥了吧?你看看你后面给的资料, ...

SF>=2时,推导出Rqmax》= ESR;这点数学知识还是会的。
敢问3倍从何而来?敢问你真的懂?
呵呵

出0入0汤圆

发表于 2016-6-27 19:27:41 | 显示全部楼层
heize 发表于 2016-6-27 18:41
SF>=2时,推导出Rqmax》= ESR;这点数学知识还是会的。
敢问3倍从何而来?敢问你真的懂?
呵呵

我不需要很懂,因为我不做正向设计,如果做我就会仔细研究。可你连反向设计也不懂了。
我说的3倍增益,已经说的很清楚了,由来是负反馈振荡。
你那个图表,如果你清楚,你就会解释一下。你没有解释。我粗看一下就猜出,这是对振荡电路反向的要求:增益固定,只能要求阻抗。你那个图缺少前面一些定义。
你的推导没有意义。因为你确实不懂。为什么有2,有5,有3呢?这3个数字有啥意义?在我一眼看来,就是一个曲线,由2到3到5的曲线。小于3的曲线,增益不怎么够了,不够安全。
除非是正反馈振荡,否则,增益大于3的要求必定正确。
我特别的说说,晶体的阻抗是变化的,而且变化很大的!相对频率来说。
我们其实最想的就是晶体相对频率阻抗变化越大越好,但实际做不到。相比一般的电子器件,晶体的ppm级参数,已经好了3个数量级了吧。
即便一批晶体,串联阻抗也是有分布的。每个晶体的特性是不同的,不同的负载会有不同的阻抗,一般只对固定负载做要求。不能指望晶体在非设计点上,参数还能满足要求。对一个晶体可以,对一批晶体就只能分选了,真做出来 了也会很贵。
如果真是反向设计,负责认的晶体供应商,应该拿到实际电路,去测试电路,反推出实际的晶体的一些要求。

出0入8汤圆

发表于 2016-6-27 19:40:42 | 显示全部楼层
能用正常,可能频偏

出0入0汤圆

发表于 2016-6-27 19:53:53 | 显示全部楼层
ren0214 发表于 2016-6-27 19:27
我不需要很懂,因为我不做正向设计,如果做我就会仔细研究。可你连反向设计也不懂了。
我说的3倍增益,已 ...

我不懂什么反方向设计,那又如何!你以为你懂啊!
你也不需要跟着我的思路来解释,这又不是语文阅读;
但要拿出资料来解释,没理由的话就get out!

出0入0汤圆

发表于 2016-6-27 20:00:52 来自手机 | 显示全部楼层
本着学习的态度来探讨

出0入0汤圆

发表于 2016-6-28 11:49:13 | 显示全部楼层
还是按照手册的要求选晶振和电容比较保险

出0入0汤圆

发表于 2017-1-12 09:45:12 | 显示全部楼层
网上Copy的:
  晶体的负载电容一般是按照如下公式计算的:
   (C1,*C2)/(C1+C2) +Cic+Cpcb = CL;
   其中:
     C1,C2  - 为两个管脚XIN,XOUT接到地的电容
     Cic         - 为芯片内部负载电容
     Cpcb      - 为PCB上的等效电容
     CL          - 就是晶体的负载电容
    Cic 为0, Cpcb 一般是3-5 pF.

出0入0汤圆

发表于 2017-1-12 10:02:02 | 显示全部楼层
https://blog.adafruit.com/2012/0 ... ps-for-your-design/

出0入0汤圆

发表于 2018-8-28 11:47:48 | 显示全部楼层
Eric_Xue 发表于 2017-1-12 10:02
https://blog.adafruit.com/2012/01/24/choosing-the-right-crystal-and-caps-for-your-design/

这个计算公式不错, 解释的也也不错。
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