有源晶振的电路设计
晶振电路设计
晶振电路设计
晶振电路是一种基础的时钟电路,其作用是提供可靠的、稳定的
时钟信号,用于驱动数字电路中的各种功能模块。
晶振电路的基本结
构包括晶振、共振电路和衰减补偿电路。
【晶振】
晶振是晶体振荡器的简称,是一种可以自发振荡的元器件。
晶振
的种类很多,常用的有二极管晶振、石英晶振、陶瓷晶振等。
在电路
设计中,需要根据具体的应用环境选择不同种类的晶振。
【共振电路】
共振电路是一种特殊的电路结构,可以使晶振产生强烈的振荡。
共振电路由电容器和电感器组成,通常称为谐振电路。
在晶振电路中,共振电路的设计非常关键,其参数的选择将直接影响电路的性能。
【衰减补偿电路】
衰减补偿电路是晶振电路中一个非常重要的组成部分,其作用是
为共振电路提供一定程度的电阻性质。
衰减补偿电路主要由电阻和电
容器组成,可以根据所需的衰减程度进行参数的选择。
综上所述,晶振电路的设计需要考虑多种因素,包括晶振的类型、共振电路的参数、衰减补偿电路的设计等。
在进行电路设计时,需要
根据具体的应用需求进行参数选择和优化。
晶振电路设计原理
晶振电路设计原理晶振电路是一种非常重要的电路,它通常被用于电子设备和通信设备中。
它有很多优秀的特性,高稳定性、高准确度、高精度、高频率等等。
在晶振电路中,晶体是决定其性能的关键元素。
晶体的种类很多,比如石英晶体、AT晶体、GT晶体等等。
晶振电路设计涉及到很多方面,接下来我们就来了解一下晶振电路设计的一些原理和方法。
1. 晶振种类(2) 振荡频率在几百KHz到几MHz之间的中频晶振;(4) 振荡频率在1GHz以上的微波晶振。
石英晶体是应用最广泛的一种晶体,因为它具有高稳定性、高频率、高精度等优良特性。
AT晶体和GT晶体也都有不错的性能,但应用范围较窄。
(1) 晶振反馈电路:这种电路采用晶振自激振荡的方式。
晶振单元首先起到产生信号的作用,然后通过反馈电路将输出信号再次输入到晶振单元,使晶振单元维持振荡。
这种电路具有简单、可靠等特点,但需要考虑反馈电路的稳定性。
(2) 晶振放大电路:这种电路是将晶振产生的信号放大后输出的电路,通常用于调谐电路和收发机构。
这种电路具有放大增益高、抗干扰能力强等特点。
3. 晶振电路设计的关键因素(1) 晶体的特性:晶体的工作频率、频率稳定度、质量因数、振子常数等都是晶振电路设计的关键因素。
晶体越贵,其性能越好。
(2) 晶振电路的布局:晶振电路的布局一般要避免干扰源,尽量使电路简单,稳定性好。
一般情况下,晶振电路与功率晶体管等高噪声元件之间要隔一定距离。
(3) 晶振电路的调试:调试是晶振电路设计的关键,需要仔细调试才能保证其正常工作。
调试的过程中,一般要注意晶振的频率、输出电平、输出效率,尽可能达到设计要求。
(4) 外部干扰的抑制:晶振电路很容易受到外部干扰的影响,因此需要加入恰当的抑制措施,如一定的屏蔽手段、抑制干扰信号的滤波、加强电路的耐干扰能力等。
4. 晶振电路的应用晶振电路广泛应用于电子产品和通信设备中,如调频广播、电视信号接收、手机、GPS等等。
这些设备中,晶振电路起到了非常重要的作用,通过精密的晶体控制脉冲信号,保证了信号的正确传输和处理,使设备能够正常工作。
晶振电路的设计原理
晶振电路的设计原理今天来聊聊晶振电路的设计原理。
咱先从生活中的一个现象说起吧。
不知道你有没有留意过摆钟,摆钟下面那个钟摆一下一下很有规律地摆动,滴答滴答地计时。
晶振电路就有点像这个摆钟的机芯,起着提供精准节拍,让整个系统有条不紊运行的作用呢。
晶振,就是晶体振荡器的简称。
通俗来讲,它能以非常精准且稳定的频率产生振动,这个频率就像是音乐里的节拍一样,在电子设备里十分关键。
我一开始接触晶振电路的时候,心里就直犯嘀咕,这么个小小的元件,是怎么做到这么精确的呢?打个比方,晶振就像是一个训练有素的鼓手,它能一直稳定、精确地敲出同一个节奏。
在晶振电路里有一个石英晶体,这是最重要的部分。
石英晶体具有一种很神奇的特性,叫做压电效应。
就好比是你轻轻按一下那种有弹性的东西,它会发生微小的形变,反过来,当对它施加电压的时候,它也会产生振动。
这个振动的频率非常稳定,比咱们人工能控制的要准确得多。
这就要说到晶振电路的设计了。
在设计的时候,得考虑好多因素,就像盖房子得考虑地基稳不稳、结构牢固不牢固一样。
首先,要根据电路需要的频率来选择合适的晶振。
比如说我们常见的一些电子产品,像手机里的晶振频率可能是几十兆赫兹,不同功能模块可能需要不同的频率晶振协同工作。
另外,电路里的电容、电阻等元件的取值也很讲究。
它们就像鼓手旁边的调音师,调试这个节奏的稳定性。
电容的值不合理,就可能导致这个“鼓手”敲出来的节拍不准。
在实际应用中,晶振电路无处不在。
就拿电脑主板来说吧,上面的晶振电路为CPU、各种芯片以及接口等提供时钟信号。
如果晶振电路出了问题,电脑可能就出现死机、程序无法运行等各种乱七八糟的问题。
老实说,我还在继续学习晶振电路的设计原理。
有时候也会遇到一些很困惑的现象,比如温度对晶振频率的影响。
温度可能会让石英晶体的参数发生一些细微变化,就像天气太热或太冷的时候,鼓手的状态可能也会有一点点不同。
这个时候可能就需要一些更特殊的设计或者矫正措施来保证晶振电路的准确性,不过这部分我还不是特别精通呢。
晶振电路
晶振电路
晶振知识
晶振是为电路提供频率基准的元器件,通常分成有源晶振和无源晶振两个大类,无源晶振需要芯片内部有振荡器,并且晶振的信号电压根据起振电路而定,允许不同的电压,但无源晶振通常信号质量和精度较差,需要精确匹配外围电路(电感、电容、电阻等),如需更换晶振时要同时更换外围的电路。
有源晶振不需要芯片的内部振荡器,可以提供高精度的频率基准,信号质量也较无源晶振要好。
因价格等因素,实际应用中多采用无源晶振设计的电路居多,除非电路设计时序极其敏感或芯片内部无振荡器的情况(如一些型号的DSP或精密仪器中)。
学习板采用无源晶振,以下是学习板晶振原理图。
学习板晶振原理图
XAL1就是一个两脚的无源晶振,11.0592MHZ振荡频率,匹配电容是两个30P的瓷片电容。
每种芯片的手册上都会提供外部晶振输入的标准电路,会表明芯片的最高可使用频率等参数,在设计电路时要掌握。
与计算机用CPU不同,单片机现在所能接收的晶振频率相对较低,但对于一般控制电路来说足够了。
另外说明一点,可能有些初学者会对晶振的频率感到奇怪,12M、24M之类的晶振较好理解,选用如11.0592MHZ的晶振给人一种奇怪的感觉,这个问题解释起来比较麻烦,如果初学者在练习串口编程的时候就会对此有所理解,这种晶振主要是可以方便和精确的设计串口或其它异步通讯时的波特率。
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晶振电路设计及案例分享
晶振匹配电路原理分析案例分享讲解内容:预期目的�晶振原理及分类�晶振电路分析�设计中注意事项�案例分享�掌握振荡电路的原理,了解电路元器件的作用。
�掌握时钟电路的设计。
�掌握时钟电路的调测和问题定位。
主讲人:杨万里晶体的构造晶体为什么会振荡?细节了解?晶体为什么装在金属壳中?继续振荡电路及振荡器�什么是振荡电路~_~能产生大小和方向都随周期变化的电流的电路�振荡器与“有源晶振”有源晶振是振荡器的一种�晶振选频特性很出色谐振频率(特性频率),谐振时损耗为0(或最小)-------对谐振频点的信号衰减为0(或最小(阻抗最小)。
概念互通器件的品质因数是如何定义的?高频电路中如何正确选择电感?晶振的分类按照振荡模式,晶体可分为基频晶体和泛音晶体。
��其他分类方式此处不讨论。
�为什么会有泛音晶体~_~基频晶体和泛音晶体相对来说哪种的输出时钟更�加稳定?4晶体的等效电路及说明?晶体的等效电路及说明C0-----静态(未工作时)晶片两极板之间的等小电容。
?晶体的等效电路及说明R:等效动态电阻,表述振荡过程中的能量损耗-----------对芯片端的驱动能力小值限制量化(R越小越容易起振,芯片负阻应该是R的6倍左右?)。
C0:静态(未工作时)晶片两极板之间的等小电容。
?晶体的等效电路及说明R:等效动态电阻,表述振荡过程中的能量损耗-----------对芯片端的驱动能力小值限制量化(R越小越容易起振,芯片负阻应该是R的6倍左右?)。
C0:静态(未工作时)晶片两极板之间的等小电容。
?L:表示晶片振动时的惯性晶振的等效电路及说明R:等效动态电阻,表述振荡过程中的能量损耗-----------对芯片端的驱C0:静态(未工作时)?晶片两极板之间的等小电容。
动能力小值限制量化(R越小越容易起振,芯片负阻应该是R的6倍左?右?)。
L:表示晶片振动时的惯性C:表示晶片振动时的弹性晶体的等效电路及说明手接触到晶体金属外壳会影响晶振的振荡频率,是如何变化的?如何更加准确的测量晶振的频偏?晶体的Q值为什么很高?什么是负阻?通常说的晶振(Crystal)严格的讲应该称为晶体;晶体在时钟电路中的作用究竟是什么?晶体应用电路晶体应用电路分析:R2:电阻是为了使反相放大器工作在线性状态,一定程度上避免过驱动损坏晶振。
有源晶振典型应用电路
有源晶振典型应用电路全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:有源晶振是一种在振荡电路中能够提供能量的晶振,通常用于需要高精度时钟信号的电路中。
它是一种集成了晶体振荡器和放大器的器件,能够在振荡电路中维持振荡的稳定性。
有源晶振在电子设备中有着广泛的应用,例如在通信设备、计算机、数字电路、微控制器等领域中都可以看到它的身影。
有源晶振典型应用电路通常包括晶振、放大器、反馈回路等部分。
在这些部分的协同作用下,有源晶振能够产生一个稳定、高精度的时钟信号,可以用来同步各种电子设备的工作。
下面我们就来详细介绍一下有源晶振典型应用电路的具体情况。
有源晶振通常由一个晶振和一个放大器组成。
晶振是整个振荡电路的振荡元件,通过激励晶体的振动产生一个稳定的频率。
放大器则起到放大和整形信号的作用,使得振荡信号能够被传递和处理。
晶振和放大器之间通过反馈回路相连,用来维持振荡的稳定性和频率精度。
有源晶振典型应用电路通常还包括一个功率放大器和一个输出阻抗匹配网络。
功率放大器用来增强振荡信号的幅度,以便于传输和控制。
输出阻抗匹配网络则用来匹配有源晶振的输出阻抗和外部电路的输入阻抗,以确保信号的传输效率和质量。
有源晶振典型应用电路的工作原理是这样的:晶振受到外部电压的激励产生一个振荡信号,并通过反馈回路传递给放大器。
放大器将振荡信号放大并整形,然后通过功率放大器和输出阻抗匹配网络输出到外部电路中。
外部电路接收到振荡信号后,可以利用它来同步工作或者进行时钟控制。
有源晶振典型应用电路具有振荡稳定、频率精度高、输出信号幅度大等优点,适用于需要高精度时钟信号的电子设备中。
它在通信、计算、控制等领域中都有着广泛的应用,为电子设备的正常工作提供了重要的支持和保障。
希望本文的介绍能够对读者们对有源晶振的应用有所启发和帮助。
第二篇示例:有源晶振是一种集成电路,它可以产生一个恒定频率的信号。
在现代电子产品中,有源晶振广泛应用于时钟电路、通信电路、计数器和仿真器等领域。
有源晶振 内部电路
有源晶振内部电路有源晶振是一种能够自主产生电信号的晶体振荡器,它广泛应用于各种电子设备中的时钟电路、频率合成电路等。
有源晶振的内部电路设计非常精密,它由晶体振荡器、放大器和反馈电路组成。
我们来了解一下有源晶振的基本原理。
有源晶振的核心是一个晶体振荡器,它由一个晶体谐振器和一个晶体振荡电路组成。
晶体谐振器是由一个晶体片和两个电极组成的,当施加电压时,晶体片会发生压电效应,从而产生机械振动。
晶体振荡电路则是利用晶体片的振动产生的电信号经过放大器放大后,再经过反馈电路反馈给晶体谐振器,形成自激振荡。
有源晶振的内部电路设计非常关键。
首先,晶体振荡器的选择十分重要,它需要具有稳定的频率特性和较低的相位噪声。
常见的晶体材料有石英、钽酸锂等,根据具体的应用需求选择合适的晶体材料。
其次,放大器的设计也非常重要,它需要具有高增益、低噪声和高线性度。
常见的放大器有运放、差动放大器等,根据具体的应用需求选择合适的放大器。
最后,反馈电路的设计也十分关键,它需要确保振荡电路的稳定性和可靠性。
常见的反馈电路有LC反馈电路、RC反馈电路等,根据具体的应用需求选择合适的反馈电路。
有源晶振的内部电路设计需要充分考虑各种因素。
首先是工作温度范围,有源晶振的工作温度范围通常在-40°C到+85°C之间,有些特殊应用还可以达到-55°C到+125°C。
其次是供电电压,有源晶振的供电电压通常为3.3V或5V,也有一些特殊应用需要1.8V或2.5V 的供电。
此外,还需要考虑晶振的频率稳定度、相位噪声、启动时间等指标。
有源晶振的内部电路设计不仅需要满足技术要求,还需要考虑成本和体积。
通常情况下,有源晶振的成本和体积都比较低,适合大规模应用。
为了降低成本和体积,可以采用集成化的设计,将晶体振荡器、放大器和反馈电路集成在一块芯片上。
有源晶振是一种能够自主产生电信号的晶体振荡器,它的内部电路设计非常精密。
通过合理选择晶体振荡器、放大器和反馈电路,可以实现稳定的振荡信号输出。
晶振电路设计方案及建议
晶振电路设计方案及建议本文将讨论晶振电路设计方案,并解释一下电路中的各个元器件的具体作用,并且在元器件数值的选择上提供指导。
最后,就消除晶振不稳定和起振问题,最后文章还会给出一些建议措施。
一晶振的等效电气特性1. 概念[1] 晶片,石英晶体或晶体、晶振、石英晶体谐振器,从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片。
[2] 晶体振荡器,在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器。
2. 晶振等效电路图1. 晶振的等效电路图1展示了晶振等效的电路。
R是ESR串联等效阻抗,L和C分别是晶振等效电感和等效电容。
Cp是晶振的伴身电容,其极性取决于晶振的极性。
图2是晶振的电抗频谱线。
图2. 晶振的电抗频谱线根据图 2,当晶振工作在串联谐振状态下时,电路就似一个纯电阻电路,感抗等于容抗(XL=XC)。
串联谐振的频率为:当晶振工作在并联谐振模式时,晶振表现为感性。
该模式的工作频率由晶振的负载决定。
对于并联谐振状态的晶振,晶振制造商应该指定负载电容CL。
在这种模式下,振动频率由下式给出在并联谐振模式下,电抗线中fs到fa的斜线区域内,通过调整晶振的负载,如图2,晶振都可以振荡起来。
二晶振电路的设计图3所示为推荐的晶振振荡电路图。
这样的组成可以使晶振处于并联谐振模式。
反相器在芯片内体现为一个AB型放大器,它将输入的电量相移大约180°后输出;并且由晶振,R1,C1和C2组成的π型网络产生另外180°的相移。
所以整个环路的相移为360°。
这满足了保持振荡的一个条件。
其它的条件,比如正确起振和保持振荡,则要求闭环增益应≥1。
图3. 晶振振荡器设计电路反相器附近的电阻Rf产生负反馈,它将反相器设定在中间补偿区附近,使反相器工作在高增益线性区域。
电阻值很高,范围通常在500KΩ ~2MΩ内。
图示的C1,C2就是为晶振工作在并联谐振状态下得到加载电容CL的电容。
关于最优的加载电容CL的计算公式为:这里CS是PCB的漂移电容(stray capacitance),用于计算目的时,典型值为5pf。
自制实用的晶振测试电路
自制实用的晶振测试电路
自制实用的晶振测试电路
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简单几个元件制作一个可测量10kHz-100MHz晶振的测试电路(电路如图),BG1和所接阻容元件构成多频振荡器,经C3、D1、D2进行检波后可在LED上得到下正上负的电压,驱动LED发光。
若晶振已坏,LED不亮。
可将此小电路安装在维修用的电源上,留两个插测晶振元件的小孔。
制作中应注意:晶振的两条引出线不能相距过近,否则振荡幅度大大减小导致发光管不亮。
简单几个元件制作一个可测量10kHz-100MHz晶振的测试电路(电路如图),BG1和所接阻容元件构成多频振荡器,经C3、D1、D2进行检波后可在LED上得到下正上负的电压,驱动LED发光。
若晶振已坏,LED不亮。
可将此小电路安装在维修用的电源上,留两个插测晶振元件的小孔。
制作中应注意:晶振的两条引出线不能相距过近,否则振荡幅度大大减小导致发光管不亮。
有源晶振的电路设计
有源晶振的电路设计有源晶振是电路设计中常用的元件之一,它能够提供稳定的时钟信号,保证电路的正常运行。
在本文中,我们将深入探讨有源晶振的电路设计原理和应用。
让我们来了解一下有源晶振的基本原理。
有源晶振由振荡器和放大器两部分组成。
振荡器负责产生高频信号,而放大器则负责放大振荡器输出的信号,使其能够驱动后续的电路。
在电路设计中,有源晶振常被用于时钟信号的产生。
时钟信号在数字电路中起着至关重要的作用,它可以控制各个元件的工作节奏,保证电路的同步运行。
有源晶振的优势在于其稳定性高,频率准确,能够提供精确的时钟信号。
有源晶振的电路设计需要考虑多个因素。
首先是振荡器的选取。
振荡器的选取应根据具体的设计要求来确定,包括频率范围、稳定性要求等。
一般来说,有源晶振的频率范围较广,可覆盖从几千赫兹到几百兆赫兹的范围。
其次是放大器的设计。
放大器的设计要保证能够将振荡器输出的信号放大到足够的幅度,以满足后续电路的工作要求。
放大器的设计可以采用多种方案,如单管放大、差分放大等。
有源晶振的电路设计还需要考虑电源的稳定性。
电源的稳定性直接影响到有源晶振的工作性能。
为了保证电源的稳定性,可以采用稳压电源或者滤波电路等方法。
在实际应用中,有源晶振的电路设计有很多种场景。
例如,在计算机主板中,有源晶振被用于提供CPU的时钟信号,保证计算机的正常工作。
在无线通信领域,有源晶振被用于产生射频信号,实现无线信号的调制和解调。
有源晶振是电路设计中不可或缺的元件之一。
它能够提供稳定的时钟信号,保证电路的正常运行。
在有源晶振的电路设计中,我们需要考虑振荡器的选取、放大器的设计以及电源的稳定性等因素。
有源晶振在计算机、通信等领域有着广泛的应用。
通过合理的电路设计,我们能够充分发挥有源晶振的作用,提高电路的性能和稳定性。
有源晶振的EMC设计
有源晶振的EMC设计有源晶振的电路设计常见有两种:(1)、(2)、原理图设计要点:(1)、晶振电源去耦非常重要,建议加磁珠,去耦电容选三个,容值递减。
(2)、时钟输出管脚加匹配,具体匹配阻值,可根据测试结果而定。
(3)、图二中加了一个电容,容值要小(加大了有什么结果,你可以试一试),构成了一级低通滤波,电阻、电容的选择,根据具体测试结果而定。
PCB设计要点:(1)、在PCB设计是,晶振的外壳必须接地,可以防止晶振的向往辐射,也可以屏蔽外来的干扰。
(2)、晶振下面要铺地,可以防止干扰其他层。
因为有些人在布多层板的时候,顶层和底层不铺地,但是建议晶振所在那一块铺上地。
(3)、晶振底下不要布线,周围5mm的范围内不要布线和其他元器件(有的书是建议300mil范围内,大家可以参考),主要是防止晶振干扰其他布线和器件。
(4)、晶振不要布在板子的边缘,因为为了安全考虑,板卡的地和金属外壳或者机械结构常常是连在一起的,这个地我们暂且叫做参考接地板,如果晶振布在板卡的边缘,晶振与参考接地板会形成电场分布,而板卡的边缘常常是有很多线缆,当线缆穿过晶振和参考接地板的电场是,线缆被干扰了。
而晶振布在离边缘远的地方,晶振与参考接地板的电场分布被PCB板的GND分割了,分布到参考接地板电场大大减小了(可以参考《EMC电磁兼容设计与测试案例分析》第二版)(5)、当然时钟线尽量要短。
如果你不想让时钟线走一路干扰一路,那就布短吧。
还有一点,关于晶振的选择,如果你的系统能工作在25M,就尽量不要选50M的晶振。
时钟频率高,是高速电路,时钟上升沿陡也是高速电路。
在最近的几次板卡设计中,我的晶振波形,基本上没有过冲,公司资料保密,这里就不贴图了。
欢迎大家指点!。
PCB上晶振电路的设计
PCB上晶振电路的设计时钟(Clock)在一般SoC电路上是必不可少的,精准的时钟通常由晶振提供,晶振很难集成到芯片中去,而是作为分立元件设计在PCB上。
它就像是人的心脏,如果时钟出错了,整个电路或者通信就会发生问题。
比如,16MHz晶振给一个2.4G蓝牙芯片提供参考时钟,如果16MHz出现频偏,比如偏-48ppm(频率为15.999223MHz),由于射频是参考时钟倍频上去的,也会出现-48ppm的频偏(蓝牙频点变成2,399,883,450Hz,约100KHz的频偏),造成蓝牙与标准频率的对端无法通信。
因此一个好的时钟电路是非常必要的,此篇文章对时钟电路中的晶振电路layout简单做一下阐述。
对于晶振电路,我们需要从几个方面考虑设计:•降低寄生电容的不确定性•降低温度的不确定性•减少对其他电路的干扰设计注意点:1. 晶振尽量靠近芯片,保证线路尽量短,防止线路过长导致串扰以及寄生电容。
2. 晶振周围打地孔做包地处理。
3. 晶振底部不要走信号线,尤其是其他高频时钟线。
4. 负载电容的回流地要短。
5. 走线时先经过电容再进入晶振。
下面分别举例贴片无源晶振及有源晶振的走线方式:两脚贴片无源晶振6. 封装较大,可从晶振中间出线。
7. 如果有测试点,使stub尽量短。
8. 走线可以走成假差分形式。
尽量走在同一层。
9. 部分晶振底下需要做掏空处理,以防电容效应以及热效应造成频偏。
10. 如果是铁壳晶振,外壳做接地处理,提高抗干扰能力。
11. 晶振选型需要选工作温度达到125摄氏度及以上的。
四脚贴片无源晶振HTOL测试板上有源晶振的布局:由于老化测试中一般芯片都在socket中测试,所以晶振不能与Socket放置在同一面,否则晶振会距离芯片较远。
晶振放在反面则需要打孔后连接至芯片管脚,此时需要在打孔附近增加回流地孔。
有源晶振需额外注意电源滤波电路处的电容,从大到小依次靠近晶振放置。
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fpga 有源晶振最简单电路
fpga 有源晶振最简单电路
FPGA 有源晶振最简单电路如下:
1. 将 FPGA 的两个引脚,一个连接到有源晶振的晶体输出脚(一般标有 "Y1"),另一个引脚连接到晶体输入脚(一般标有 "X1")。
2. 在晶体输出脚("Y1")和地之间,串联一个 22pF 的电容,用于保证信号的稳定性。
3. 在晶体输入脚("X1")和地之间,串联一个 22pF 的电容,用于保证信号的稳定性。
4. 在晶体输出脚("Y1")和电源(VCC)之间,串联一个
10K 的电阻,用于提供电流限制和防止漏电。
5. 在晶体输入脚("X1")和电源(VCC)之间,串联一个
10K 的电阻,用于提供电流限制和防止漏电。
6. FPGA 的 VCC 和 GND 引脚连接到相应的电源和地。
这是一个最基本的 FPGA 有源晶振电路,但您需要根据具体的 FPGA 和晶振型号,参考它们的数据手册以及特定的引脚规格来选择适当的电容和电阻值。
32.768无源 换 有源晶振 设计电路
32.768无源换有源晶振设计电路1. 介绍32.768无源晶振和有源晶振在电子电路领域中,晶振是一种用于产生稳定频率的重要元件。
32.768kHz晶振是一种常见的低频晶振,它常被用于实时时钟、计时器等应用中。
根据其内部结构和工作原理,晶振可以分为无源晶振和有源晶振两种。
2. 32.768无源晶振的特点和工作原理32.768无源晶振是一种 passiver 晶振,它不包含内部的振荡电路,需要外部的振荡电路才能产生振荡信号。
它的特点是简单、成本低、功耗小,但稳定性较差,振荡频率容易受到外部环境和电路参数的影响。
3. 有源晶振的特点和工作原理有源晶振是一种包含内部振荡电路的晶振,它可以独立产生振荡信号,不依赖外部电路。
有源晶振的特点是稳定性高、抗干扰能力强,但成本和功耗通常比无源晶振要高一些。
4. 为何要设计32.768无源换有源晶振电路尽管32.768无源晶振成本低、功耗小,但在一些对稳定性要求较高的应用中,如实时时钟、计时器等,无源晶振的性能可能无法满足要求。
此时,可以考虑设计一种32.768无源换有源晶振电路,将无源晶振替换为有源晶振,以提高系统的稳定性和性能。
5. 32.768无源换有源晶振电路设计要点在设计32.768无源换有源晶振电路时,需要考虑以下要点:5.1 端口兼容性:无源晶振和有源晶振的引脚定义可能不同,需要确保替换后的晶振能够正确连接到原有的电路中。
5.2 振荡电路设计:有源晶振通常需要配合外部的振荡电路,设计时需要考虑振荡电路的参数选择和布局。
5.3 电源管理:有源晶振通常需要外部供电,因此需要考虑电源管理电路的设计和稳定性。
5.4 抗干扰能力:有源晶振的抗干扰能力一般较强,但在实际设计中仍需要考虑电磁干扰和电源干扰等因素。
6. 32.768无源换有源晶振电路设计实例以实时时钟电路为例,介绍一种32.768无源换有源晶振电路的设计实例:6.1 确定替换晶振:首先选择一款性能稳定的32.768有源晶振,确认其引脚定义和电气特性。
有源晶振电路及工作原理简述
有源晶振电路及工作原理简述有源晶振是由石英晶体组成的,石英晶片之所以能当为振荡器使用,是基于它的压电效应:在晶片的两个极上加一电场,会使晶体产生机械变形;在石英晶片上加上交变电压,晶体就会产生机械振动,同时机械变形振动又会产生交变电场,虽然这种交变电场的电压极其微弱,但其振动频率是十分稳定的。
当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(由晶片的尺寸和形状决定)相等时,机械振动的幅度将急剧增加,这种现象称为“压电谐振”。
压电谐振状态的建立和维持都必须借助于振荡器电路才能实现。
图3是一个串联型振荡器,晶体管T1和T2构成的两级放大器,石英晶体XT与电容C2构成LC电路。
在这个电路中,石英晶体相当于一个电感,C2为可变电容器,调节其容量即可使电路进入谐振状态。
该振荡器供电电压为5V,输出波形为方波。
有源晶振引脚排列:有源晶振引脚识别,实物图如上图(b)所示.有个点标记的为1脚,按逆时针(管脚向下)分别为2、3、4。
方形有源晶振引脚分布:1、正方的,使用DIP-8封装,打点的是1脚。
1-NC;4-GND;5-Output;8-VCC2、长方的,使用DIP-14封装,打点的是1脚。
1-NC;7-GND;8-Output;14-VCC注:有源晶振型号众多,而且每一种型号的引脚定义都有所不同,接法也有所不同,上述介绍仅供参考,实际使用中要确认其管脚列方式.有源晶振通常的接法:一脚悬空,二脚接地,三脚接输出,四脚接电压。
有源晶振与无源晶振的联系与区别无源晶振与有源晶振的英文名称不同,无源晶振为crystal(晶体),而有源晶振则叫做oscillator(振荡器)。
无源晶振是有2个引脚的无极性元件,需要借助于时钟电路才能产生振荡信号,自身无法振荡起来,所以“无源晶振”这个说法并不准确;有源晶振有4只引脚,是一个完整的振荡器,其中除了石英晶体外,还有晶体管和阻容元件,因此体积较大。
石英晶体振荡器的频率稳定度可达10^-9/日,甚至10^-11。
有源晶振的电路设计
有源晶振的电路设计有源晶振是一种常用的电子元件,用于电路设计中提供稳定的时钟信号。
它具有许多优点,如精确性高、频率稳定、抗干扰能力强等。
本文将介绍有源晶振的原理、应用以及设计注意事项。
一、有源晶振的原理有源晶振是由晶振元件和放大电路组成的。
晶振元件通常采用石英晶体,其工作原理基于石英晶体的压电效应。
当施加电压或力的作用下,石英晶体会产生固有频率的机械振动,这种振动会被放大电路放大并输出为电信号。
二、有源晶振的应用有源晶振广泛应用于各种电子设备中,如计算机、通信设备、消费电子产品等。
它主要用于提供时钟信号,确保电子设备的正常运行。
有源晶振的频率可以达到几十兆赫兹甚至上百兆赫兹,因此在高性能的设备中得到了广泛的应用。
三、有源晶振的设计注意事项1.选择合适的晶振频率:根据电路的需求以及设备的工作频率,选择合适的晶振频率非常重要。
频率选择不当可能会导致电路不稳定或无法正常工作。
2.注意晶振的工作电压和功耗:晶振的工作电压一般为3.3V或5V,要确保晶振的工作电压与电路的供电电压匹配。
同时,晶振的功耗也要合理,以免给电路带来过大的负担。
3.抗干扰能力:有源晶振具有较强的抗干扰能力,但在设计电路时,还是要注意尽量减少外部干扰对晶振的影响。
可以通过合理布局电路、选择合适的屏蔽措施等方式来提高抗干扰能力。
4.电路的地线设计:有源晶振的地线设计也是一个重要的方面。
地线的走向要合理,尽量避免与其他信号线交叉,以减少互相干扰的可能性。
5.温度补偿:晶振的频率与温度有关,随着温度的变化,晶振的频率也会有所变化。
因此,在一些对频率要求较高的应用中,可以考虑使用温度补偿电路来保证晶振的稳定性。
四、总结有源晶振是一种常用的电子元件,可以提供稳定的时钟信号。
它具有精确性高、频率稳定和抗干扰能力强等优点。
在电路设计中,选择合适的晶振频率、注意工作电压和功耗、提高抗干扰能力、合理设计地线以及考虑温度补偿等方面是需要注意的。
有源晶振的应用范围广泛,对于保证电子设备的正常运行起着重要的作用。
单片机晶振部分电路板设计
单片机晶振部分电路板设计单片机晶振部分电路板设计,说白了,就是让单片机能正常“跳动”起来的那部分。
你想啊,单片机就像是一个小小的大脑,要是没有晶振这根“定时器”,它可就不知道什么时候该工作,什么时候该休息了。
晶振,听起来挺简单的,其实它的作用可是非常重要的。
没它,单片机就像个没了钟表的老大爷,啥时候该干啥根本没有准儿。
那晶振到底是怎么设计的?让我们来一探究竟。
说到设计晶振电路,首先要明白它其实是一个振荡器,能够产生一个稳定的频率信号。
这频率信号呢,就相当于给单片机的时钟打上了印记。
没这个信号,单片机根本无法正常“工作”。
设计这个电路的过程,其实就是找准频率,让它稳定输出。
别看这个过程简单,其实这可是一门技术活,不能马虎。
晶振的频率决定了单片机的运算速度,这就像你跑步一样,步伐快了,速度自然也快。
如果晶振的频率设置得不对,单片机的速度就会变慢,甚至无法正常工作,那可就得不偿失了。
当你设计晶振电路板时,首先要考虑的是晶振元件的选择。
市场上的晶振元件琳琅满目,有的高效、有的稳定,有的便宜、有的贵。
别看小小的晶振,它的质量可影响整个系统的稳定性。
有些时候,虽然晶振的价格很诱人,但用在实际中就容易“出岔子”,容易导致单片机不稳定,甚至死机。
所以,选对晶振元件,咱可得认真挑挑。
一般来说,使用的频率通常会在几千赫兹到几兆赫兹之间。
选得好,电路设计就能事半功倍。
晶振电路板的设计,除了选择元件,布局也至关重要。
说起来,布局就像咱们给房间布置家具一样,要合理规划,不然空间利用不当,容易出现问题。
晶振的电路板布局要尽量让信号传输稳定,避免受到电磁干扰。
电磁干扰,听起来是不是有点高大上?其实呢,简单来说就是外界的电气噪音可能会影响到晶振信号的稳定性,进而影响到单片机的工作效果。
所以电路板上的元器件要尽量隔开,避免信号之间的互相干扰。
设计晶振电路时,电源的质量也是一个大问题。
你想啊,电压不稳定,晶振怎么可能稳定地“跑”下去?所以,我们常常会加一些去耦电容来稳压,保证电源的质量。
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有源晶振的电路设计
有源晶振是一种电路元件,它可以为电路提供精确的时钟信号。
在电路设计中,有源晶振的使用非常普遍。
本文将介绍有源晶振的电路设计原理和注意事项。
首先,有源晶振的电路设计需要考虑晶振的频率和稳定性。
晶振的频率应该与电路需要的时钟频率相匹配。
而晶振的稳定性则取决于其质量和外部环境。
因此,在电路设计中,我们需要选择高品质的晶振,并采取一些措施来保证晶振的稳定性,比如加入稳压电路和降噪滤波器。
其次,有源晶振的电路设计还需要考虑晶振的驱动电路和接口电路。
晶振的驱动电路通常采用晶体管放大器,以提高驱动能力和稳定性。
而晶振的接口电路则需要注意信号的传输和匹配,以确保信号的完整性和正确性。
最后,有源晶振的电路设计还需要考虑电路的功耗和尺寸。
在实际应用中,我们需要选择低功耗、小尺寸的晶振和电路,以满足电路的功耗和空间限制。
综上所述,有源晶振的电路设计需要考虑晶振的频率、稳定性、驱动电路和接口电路,以及电路的功耗和尺寸等因素。
只有综合考虑这些因素,才能设计出高性能、稳定、可靠的有源晶振电路。
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