电源、控制部分模块化—振荡器电路

2024年2月7日发(作者：)

电源、控制部分模块化——振荡器电路

前言：

为获得较高的频率稳定度，采用石英晶体振荡器作为MCU的时钟发生回路。Q值可以达到10量级以上，频率稳定度可高达10-9量级以上。振荡器的放大电5路已集成在MCU中，下面对并联石英晶体振荡器的谐振回路做一分析说明。

➢ 电路形式

图1 并联石英晶体振荡器谐振回路

图2 带拍频功能的并联石英晶体振荡器谐振回路

➢ 设计说明

图1所示的电路为电容三点式谐振回路，晶体在回路中呈感性。振荡频率主要由晶体的等效电感以及谐振回路的参数C1、C2决定。Xin、Xout端分别接至MCU的时钟输入、时钟输出管脚。

图2所示电路在图1.1基础上添加了拍频功能的设计，用于微调振荡频率。当打开拍频

时，SHIFT管脚输出高电平信号，Q1导通，C1被短路，振荡器工作频率发生微变（变大）。有干扰源对时钟频率产生特定干扰时，该功能可以通过写频打开／关闭SHIFT管脚对MCU时钟频率进行调整。

➢ 调试说明

下面以图1的电路形式为例进行调试说明：

1、判断晶体是否过分驱动

电阻R1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。用示波器观察，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R1来防止晶振被过分驱动。R1的取值可使正弦波不再被削平为止。另外，R1可调节交流信号的幅度。

2、C1、C2的选择

C1为增益调节电容，C2为相位调节电容。C1、C2的总容值应与负载电容的值尽量接近或相等，即：C1*C2≈CL。以使振荡器的频率等于晶体的标称频率，而且可以获得比较C1C2稳定的波形，以免幅度跳动过大或频点偏移。容值偏大有利于振荡器起振，但会增加起振时间。

3、若某些MCU没有集成反馈电阻，或使用没有集成反馈电阻的时钟引脚，要在晶体两端并联反馈电阻。

➢ 电性能指标范围

1、频差：±30 ppm （25℃）

2、Xin端口电压范围：2.0V—5.5V