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更多>>CMOS石英晶體振蕩器并聯(lián)與串聯(lián)諧振頻率振蕩電路
來源：http://www.rxwanggebu.com 作者：kbdzkj 2018年05月31
我們都知道晶振這款頻率元件可分為多種性能,可分為無源晶振和有源晶振兩大類,而這兩大類又可按性能細(xì)分,如有源晶振,按性能可分為溫補(bǔ)晶振(TCXO),壓控晶振(VCXO),壓控溫補(bǔ)晶振(VC-TCXO),恒溫晶振(OCXO),普通有源晶振(SPXO),普通有源晶振輸出方式多數(shù)為COMS.
CMOS晶體振蕩器
晶體以串聯(lián)諧振頻率振蕩。CMOS反相器初始通過反饋電阻R1偏置到其工作區(qū)域的中間。這確保了逆變器的Q點(diǎn)處于高增益區(qū)域。這里使用一個1MΩ值的電阻，但只要1MΩ以上，它的值并不重要。附加的反相器用于將振蕩器的輸出緩沖到連接的負(fù)載。
逆變器提供180 °的相移，并且晶振電容器網(wǎng)絡(luò)需要額外的180 °振蕩。CMOS晶體振蕩器的優(yōu)勢在于它始終會自動重新調(diào)整以保持振蕩的360 °相移。
與之前產(chǎn)生正弦輸出波形的基于晶體管的晶體振蕩器不同，由于CMOS反相器振蕩器使用數(shù)字邏輯門，輸出是在HIGH和LOW之間振蕩的方波。當(dāng)然，最大工作頻率取決于所用邏輯門的開關(guān)特性。
微處理器晶體石英晶振時鐘
我們無法完成Quartz Crystal Oscillators教程而沒有提及微處理器水晶時鐘。實(shí)際上，所有微處理器，微控制器，PIC和CPU通常都使用石英晶體振蕩器作為其頻率確定裝置來產(chǎn)生其時鐘波形，因?yàn)槿缥覀兯c電阻電容相比，晶體振蕩器提供最高的精度和頻率穩(wěn)定性（ RC）或電感電容（LC）振蕩器。
CPU時鐘決定處理器運(yùn)行和處理數(shù)據(jù)的速度，微處理器，時鐘速度為1MHz的PIC或微控制器意味著它可以在每個時鐘周期內(nèi)以每秒100萬次的速度處理數(shù)據(jù)。通常，生成微處理器時鐘波形需要的是晶體和兩個陶瓷電容，值范圍在15到33pF之間，如下所示。
微處理器振蕩器
大多數(shù)微處理器，微控制器和PIC都有兩個標(biāo)記為OSC1和OSC2的振蕩器引腳，用于連接外部石英晶體電路，標(biāo)準(zhǔn)RC振蕩器網(wǎng)絡(luò)甚至陶瓷諧振器。在這種類型的微處理器應(yīng)用中，石英晶體振蕩器產(chǎn)生一系列連續(xù)的方波脈沖，其基本頻率由晶體本身控制。這個基本頻率調(diào)節(jié)控制處理器設(shè)備的指令流。例如，主時鐘和系統(tǒng)時序。
Quart Quartz振蕩器例No2
石英晶體在切割后具有下列值，Rs =1kΩ，Cs = 0.05pF，Ls = 3H和Cp = 10pF。計算晶體系列和平行振蕩頻率。
串聯(lián)振蕩頻率為：
并聯(lián)振蕩頻率為：
然后晶體的振蕩頻率將在411kHz和412kHz之間。
CMOS晶體振蕩器
晶體以串聯(lián)諧振頻率振蕩。CMOS反相器初始通過反饋電阻R1偏置到其工作區(qū)域的中間。這確保了逆變器的Q點(diǎn)處于高增益區(qū)域。這里使用一個1MΩ值的電阻，但只要1MΩ以上，它的值并不重要。附加的反相器用于將振蕩器的輸出緩沖到連接的負(fù)載。
逆變器提供180 °的相移，并且晶振電容器網(wǎng)絡(luò)需要額外的180 °振蕩。CMOS晶體振蕩器的優(yōu)勢在于它始終會自動重新調(diào)整以保持振蕩的360 °相移。
與之前產(chǎn)生正弦輸出波形的基于晶體管的晶體振蕩器不同，由于CMOS反相器振蕩器使用數(shù)字邏輯門，輸出是在HIGH和LOW之間振蕩的方波。當(dāng)然，最大工作頻率取決于所用邏輯門的開關(guān)特性。
微處理器晶體石英晶振時鐘
我們無法完成Quartz Crystal Oscillators教程而沒有提及微處理器水晶時鐘。實(shí)際上，所有微處理器，微控制器，PIC和CPU通常都使用石英晶體振蕩器作為其頻率確定裝置來產(chǎn)生其時鐘波形，因?yàn)槿缥覀兯c電阻電容相比，晶體振蕩器提供最高的精度和頻率穩(wěn)定性（ RC）或電感電容（LC）振蕩器。
CPU時鐘決定處理器運(yùn)行和處理數(shù)據(jù)的速度，微處理器，時鐘速度為1MHz的PIC或微控制器意味著它可以在每個時鐘周期內(nèi)以每秒100萬次的速度處理數(shù)據(jù)。通常，生成微處理器時鐘波形需要的是晶體和兩個陶瓷電容，值范圍在15到33pF之間，如下所示。
微處理器振蕩器
大多數(shù)微處理器，微控制器和PIC都有兩個標(biāo)記為OSC1和OSC2的振蕩器引腳，用于連接外部石英晶體電路，標(biāo)準(zhǔn)RC振蕩器網(wǎng)絡(luò)甚至陶瓷諧振器。在這種類型的微處理器應(yīng)用中，石英晶體振蕩器產(chǎn)生一系列連續(xù)的方波脈沖，其基本頻率由晶體本身控制。這個基本頻率調(diào)節(jié)控制處理器設(shè)備的指令流。例如，主時鐘和系統(tǒng)時序。
Quart Quartz振蕩器例No2
石英晶體在切割后具有下列值，Rs =1kΩ，Cs = 0.05pF，Ls = 3H和Cp = 10pF。計算晶體系列和平行振蕩頻率。
串聯(lián)振蕩頻率為：
并聯(lián)振蕩頻率為：
然后晶體的振蕩頻率將在411kHz和412kHz之間。
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