请教马老师：关于外置无源晶振二端并接1M电阻的问题。

ganghu1111 · 发表于 2007-11-20 10:33:06

马老师，最近公司里来个新人，据说是北航的，看见产品电路图外置无源晶振（其实有源晶振也有加的）二端都加有1M的电阻，一直在问是起什么作用的，不加也不是可以稳定工作的吗？。
记得我刚从事工作的时候也问过，可是当年的前辈，只告诉了我一句，“保持稳定抗干扰”。
现在再次请教您，是怎么看这个1M电阻的作用的？谢谢！

ganghu1111 · 发表于 2007-11-22 18:00:35

马老师，抱歉！
这个问题不在AVR的范围之内，请删除此帖。

machao · 发表于 2007-11-22 23:48:32

有源晶振一般是不用加电阻的,因为它的输出就是方波了.

无源的晶体本身是不产生方波的,是配合芯片内部的震荡放大电路,共同构成震荡器.晶体只是作为该电路的谐振阻抗(请看模拟电路的震荡部分).晶体的Q值非常高,曲线特别的件,只有在某一点其阻抗很高,偏离一点阻抗马上大幅度减小,所以使用晶体产生的频率比较精确.

在阻抗高的那点,放大电路的放大倍数>3(正反馈),电路产生震荡,震荡频率与晶体的最高阻抗点有关.

以前,晶体不是很稳定,阻抗会随外部条件变化,这样频率会不稳定(阻抗变化,频率就会变化).并上一个1M电阻,可以使阻抗的变化小一点,所以震荡就比较稳定.，“保持稳定抗干扰”是有道理的。

现在的晶体质量已经提高,该电阻可以不使用了.在要求特别高的系统中,建议加上这个电阻,通常是1M-10M之间.

做单片机的应用,是集大成,模拟,数字,外语,工艺,结构,器件,价格等等,什么都要懂,否则你不能成为真正的"高手".

ganghu1111 · 发表于 2007-11-23 08:09:56

谢谢，马老师的解答！

sunny1500 · 发表于 2007-11-23 08:51:31

学习了，谢谢马老师

ecat · 发表于 2007-11-23 09:06:06

要做高手的基本3大条件我认为是：外语，数学，专业知识，缺一不可。

zjybest · 发表于 2007-11-23 09:39:04

马潮老师:放大电路的放大倍数>3(正反馈),
请问:你凭什么说他的震荡电路是文氏桥震荡

machao · 发表于 2007-11-23 20:17:20

参考以下网上资料,注意并联型石英晶体正弦波振荡电路.

石英晶体正弦波振荡电路
门电路构成的晶体并联谐振振荡器 (1)

不管是什么形式,三极管还是比较器,产生震荡应该使用正反馈,放大倍数理论上>3.好象没错吧.实在不愿意去翻震荡器的理论书了.

另外补充,并上电阻还有一个作用是电路容易起振.

===================================================
正弦波振荡电路的基本组成部分

放大电路中存在噪声即瞬态扰动，这些扰动可分解为各种频率的分量，其中也包括有fo分量。选频网络把fo分量选出，把其他频率的分量衰减掉。

放大电路：应具有放大作用             >> 肯定要放大,要抵消电路的消耗.3倍是否是所有形式的最小界限(好象在我的记忆中)
反馈网络：形成正反馈                >> 没问题吧?
选频网络：让单一频率满足振荡条件，产生单一频率的正弦波    >> 晶体作用
稳幅电路：使振荡幅值稳定

其它提供一些资料吧,我不是专门上模电课的,可能有些概念不清楚.
ourdev_182689.pdf(文件大小:24K)
振荡电路.rar(文件大小:737K)

ganghu1111 · 发表于 2007-11-23 21:37:45

严重同意马老师，偶当初分析实验的结果就是容易起振、稳定输出和抗干扰。
这个贴涉及太基础的问题，实在不好意思，请马老师删除此帖吧。

to：【5楼】 ecat
关于高手，个人的见解不同，马老师和你对高手的理解非常的正确。
模拟、数字、外语、工艺、结构、器件、价格、数学、专业知识这些都是必备基本功，也需要不断的学习、理解、应用、积累。
我认为真正的高手还应该有一颗平常心、正确严谨的态度、开放的思维以及高效的动手能力。理论指导实践，实践验证理论，学以致用。。。。

machao · 发表于 2007-11-23 21:42:20

震荡电路在模拟电路中不是最基础的,使用专门章节介绍.

这比那些讨个程序代码,或贴上一大段代码然后问为什么的帖子要好多了.

zjybest · 发表于 2007-11-24 14:38:34

三极管还是比较器,产生震荡应该使用正反馈,放大倍数理论上>3.好象没错吧.实在不愿意去翻震荡器的理论书了.
这句话我觉得有问题

machao · 发表于 2007-11-24 17:14:58

有问题请直接讲出来好了,可以讨论.

mowin · 发表于 2007-11-24 17:26:17

那个1M电阻是叫做偏置电阻吧！

machao · 发表于 2007-11-24 21:44:34

相关的参考资料在7楼已经补充了.

ganghu1111 · 发表于 2007-11-24 22:25:13

唉！马老师还在关心此帖呀。。。。
您不愿删，就让它沉吧。。。。
PS：我即将至沪工作，以后联系您用上次那个联系方式不知道还行不行。有很多问题需要请教您的。

machao · 发表于 2007-11-25 01:08:52

楼上,你到过我们的新校区,现在还没有完全完成建设.国家可能没那么多钱再让我们换地方了,至少到偶退休不变了.

ganghu1111 · 发表于 2007-11-25 01:22:55

晕，马老师还没休息呀！

machao · 发表于 2007-11-25 01:45:48

我在设计一个产品的电路,晚上安静,效率高.

机器挂在网上,休息放松就到这里转转.很多东西以前整理过,在电脑中有.另外宣传我的新书,有错误马上改掉......

等会就睡觉了,明天,不今天可以10点起来.我昨天是11点起来的.哈哈.

ganghu1111 · 发表于 2007-11-25 01:56:08

马老师，我也是在赶活，活完走人。听说上海流感比较严重，您也要注意身体。。。

machao · 发表于 2007-11-25 01:59:02

看来你还在公司呀.我是在家里,不用走人^_^.

ganghu1111 · 发表于 2007-11-25 02:18:47

非也，是辞职前的最后的一个项目，是过去产品的一个升级改进版，51的。。。

zjybest · 发表于 2007-11-25 18:57:55

放大电路：应具有放大作用             >> 肯定要放大,要抵消电路的消耗.3倍是否是所有形式的最小界限(好象在我的记忆中)

反馈网络：形成正反馈                >> 没问题吧?

选频网络：让单一频率满足振荡条件，产生单一频率的正弦波    >> 晶体作用

稳幅电路：使振荡幅值稳定

上面都说的对.

我认为放大电路的增益大于3倍的推导来自于文氏桥震荡电路(你也可以推导以下他的传递函数),并没有说对于所有正反馈的震荡电路的电压放大倍数大于3

WF1120034357 · 发表于 2007-11-26 16:06:12

马老师我想请问m16外接4M石英晶体与它并联的1M电阻照你的说法在系统要求不是很高的前提下是可以省略的吧?我做单片机多机通讯使用外部晶振是否该加上该电阻?
还有外接晶体时与XTAL2,XTAL1连接的2个电容是起什么作用的?不加这2个电容和1M电阻只连个外部晶振构成外部时钟是否可以?

ganghu1111 · 发表于 2007-11-26 16:36:00

楼上的你做多机通讯可以不加1M电阻，但这两个电容不能不加。否者晶振不会起振的。
还有既然是外置晶振，又做多机通讯为什么不选3.6864或7.3728的？对通讯的波特率有好处的。
高波特率选大点，低的选小点。晶振频率高容易干扰别人，晶振频率低抗干扰好点，自己斟酌一下。

JAMESKING · 发表于 2007-11-26 16:40:21

我个人的看法是：
这个1M的电阻主要是使振荡电路正反馈系数稳定，或者说是增强正反馈的作用，根据我的实验，在加上这个1M电阻后，无论温度稳定性还是起振的可靠性，都有了相当大的提高，现在市售很多无源晶振质量并不是很好，主要集中在温度特性不好和不容易低压起振这两点上，加上这个电阻后几乎通吃。

但个人建议，使用晶振，还是要选用质量比较好的产品，至少要有些规模的厂家，否则产品很容易出问题。
早期的Mega系列芯片振荡器不是很稳定，有时候用手摸摸晶振都会死机，现在情况好多了，可根据你的需要判断加不加这个电阻。

machao · 发表于 2007-11-26 17:24:58

23\24楼的解释是正确的.

电阻可以不要,但电容是必须的.使用USART接口的话,采用3.6864或7.3728都比使用4M的好.我的AVR-51上有2个晶体,一个是4M的,另一个是11.0592M的,后面就是考虑使用USART的.4M可以用,但只有几个点误差小,如9600bps.

>>早期的Mega系列芯片振荡器不是很稳定，有时候用手摸摸晶振都会死机，现在情况好多了，可根据你的需要判断加不加这个电阻。

这个不准确.振荡器不难做的.关键不是振荡器不稳定,而是AVR的熔丝配置上.通过AVR的熔丝可以配置振荡器是全幅振荡还是半幅振荡.

半幅振荡的优点是省电,对别人干扰小.缺点是不容易起振,容易受到别人的干扰(如用手摸摸晶振都会死机).主要应用与4M以下的晶体.4M以上要采用全副振荡方式,就非常稳定了.

这些在手册中有说明,我的新书中也做了详细的介绍.不管怎样,加个1M电阻没有坏处.

xiaocainiao · 发表于 2008-6-15 01:37:41

学习

fsclub · 发表于 2008-6-15 08:30:05

据说不加电阻会使晶体产生机械磨损。最后会失效。
另外有一次,我用6.144M与HC4060配合给cs8414提供时钟,5V下也打死不起振。加电阻后立竿见影就好了。

cheungssan · 发表于 2009-2-28 11:25:05

学习

rkfch · 发表于 2009-3-1 12:16:45

学习

ebug · 发表于 2010-12-22 13:29:55

书到用时方恨少，还有很多要学的！！

jielove2003 · 发表于 2010-12-22 13:58:12

mark

jovo · 发表于 2011-1-2 02:08:18

学习了

tangwei039 · 发表于 2011-1-2 10:05:46

学习了

owen1018 · 发表于 2012-1-2 16:24:27

xue xi

FROG0007 · 发表于 2012-8-11 10:36:16

学习了
我想多问下，晶振要加电容，这个电容的大小是怎么确定的呢？
如MSP430F413中，可以内部配置电容的大小，6、8或10pf,选择的依据在哪里？

lxy004 · 发表于 2012-11-30 15:27:18

受教了，谢谢马老师

sunplus · 发表于 2012-12-15 16:41:18

晶振旁的两个电容对单片机影响很大吧？不合适了是不是容易出问题啊

chengtina · 发表于 2012-12-15 16:51:09

这个贴有点老了,不过上次出差去碰上过以前公司老工程师一块51板,没起振,我开始怀疑复位,检查结果好,然后怀疑晶振,换了一个也不行,因为贴片,电容看不到用了多大,但是想想应该不会坏电容,然后看到晶振两个脚上并联了一个电阻,当时没注意电阻是多大,结果我把那电阻拿了,系统就起振了,估计是那电阻值变小了吧,量了下,那电阻5K左右....

双飞燕泡茶 · 发表于 2013-2-4 16:00:07

39楼，那现在是不是还需要一个1m左右的电阻呢？

ren0214 · 发表于 2013-2-4 16:43:02

基础的东西。这个晶体是并联电容振荡电路。晶体的门道好多的，有DLD问题，静电容大小。说起来，稍微高品质一些的电容，算是模拟器件里最稳定的元件了。并1M电阻容易起振。好处前面几楼说了。我来说坏处：相当于晶体的Q值低了，稳定度下降。
关于负载电容，晶体频率都是特定负载电容来说的，在一定范围内负载电容不同频率不同。以前好些电路还会有可调电容来调频率。现在都省掉了。直接叫生产厂家生产窄频率范围的晶体，比如+-10PPM。实际大多数使用，2，3十PPM也没什么。
另外，晶体还有基频和泛音的区别，AT，BT切等.AT基频一般到27M，再高就要泛音。三次泛音，五次泛音。和选频电路配合可以到200MHz。当然阻抗就高很多了。基频阻抗低。AT温度特性好，但厚，阻抗就高些。厚片子频率低，相对而言耐摔。
盒型也有影响。最好是49U，圆片，阻抗低，耐摔。现在都是49S。或贴片49S。生产方面反而49S量大，技术强一些。再高端一些就是UM-1,UM-5，以前用在BB机上的。现在都PLL了，时代在发展。另外还有圆柱晶体，体积小。但频率范围小些，低频做不了。因为低频片子厚。晶体对密封要求非常高，漏气就完了。49U,49S都是金属盒碰焊封装，圆柱就是压封。圆柱晶体有些有抽真空，阻抗很低。现在的真SMD晶体是小方片，陶瓷壳，金属底滚焊。

丅輩孑_变壊 · 发表于 2013-2-4 17:01:32

MAEK。。。。。。。。

丅輩孑_变壊 · 发表于 2013-2-4 17:01:57

学习了。。。。

yunduanmanbu06 · 发表于 2013-2-19 11:27:50

本帖最后由 yunduanmanbu06 于 2013-2-19 11:29 编辑

电阻RS常用来防止晶振被过分驱动。过分驱动晶振会渐渐损耗减少晶振的接触电镀，这将引起频率的上升。可用一台示波器检测OSC输出脚，如果检测一非常清晰的正弦波，且正弦波的上限值和下限值都符合时钟输入需要，则晶振未被过分驱动；相反，如果正弦波形的波峰，波谷两端被削平，而使波形成为方形，则晶振被过分驱动。这时就需要用电阻RS来防止晶振被过分驱动。判断电阻RS值大小的最简单的方法就是串联一个5k或10k的微调电阻，从0开始慢慢调高，一直到正弦波不再被削平为止。通过此办法就可以找到最接近的电阻RS值。

william_rain · 发表于 2013-2-19 11:45:43

记得射频课上老师说过晶振外围电路的问题。可惜没好好听

guowanling8061 · 发表于 2013-2-19 12:30:12

sunplus 发表于 2012-12-15 16:41
晶振旁的两个电容对单片机影响很大吧？不合适了是不是容易出问题啊

晶振的负载电容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C 式中Cd,Cg 为分别接在晶振的两个
脚上和对地的电容,Cic（集成电路内部电容）+△C（PCB 上电容).就是说负载电容15pf 的话
，两边个接27pf 的差不多了，一般a 为6.5～13.5pF

dragonbbc · 发表于 2013-3-21 15:01:55

又学到东西了，MARK

ungrown · 发表于 2014-12-17 15:15:20

好帖子，深入浅出，搜索“晶体1M电阻”时被带到此地，真的获益匪浅

LTS_Zhu · 发表于 2014-12-23 09:56:17

加不加电阻的问题算有了答案了

356053261 · 发表于 2014-12-23 10:22:34

涨知识了，以前自己做的板子都没加电阻，看来以后至少得预留一个位置了

Okar · 发表于 2014-12-23 10:34:57

这个问题也是困扰了蛮久问老师也没弄得清楚看了这个贴有所领悟了感谢大神们的分析

我个人在弄VS1003模块的时候发现晶体不起振，后来按liujingbin网友说的把电阻拆了后倒是振荡了不过波形不正常不知是否是晶体离芯片太远的原因
最近在重做VS1003模块到时再试验一下

NanceMichael · 发表于 2015-5-6 14:02:21

楼主，请留贴。

请教马老师：关于外置无源晶振二端并接1M电阻的问题。

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