機械式諧振器與RC振蕩器的區(qū)別介紹
發(fā)布時間:2008/9/9 0:00:00 訪問次數(shù):485
晶振與陶瓷諧振槽路(機械式)的振蕩器通常能提供非常高的初始精度和較低的溫度系數(shù)。相對而言,rc振蕩器能夠快速啟動,成本也比較低,但通常在整個溫度和工作電源電壓范圍內(nèi)精度較差,會在標稱輸出頻率的5%至50%范圍內(nèi)變化。圖1所示的電路能產(chǎn)生可靠的時鐘信號,但其性能受環(huán)境條件和電路元件選擇以及振蕩器電路布局的影響。需認真對待振蕩器電路的元件選擇和線路板布局。在使用時,陶瓷諧振槽路和相應(yīng)的負載電容必須根據(jù)特定的邏輯系列進行優(yōu)化。具有高q值的晶振對放大器的選擇并不敏感,但在過驅(qū)動時很容易產(chǎn)生頻率漂移(甚至可能損壞)。影響振蕩器工作的環(huán)境因素有:電磁干擾(emi)、機械震動與沖擊、濕度和溫度。這些因素會增大輸出頻率的變化,增加不穩(wěn)定性,并且在有些情況下,還會造成振蕩器停振。
振蕩器模塊
上述大部分問題都可以通過使用振蕩器模塊避免。這些模塊自帶振蕩器、提供低阻方波輸出,并且能夠在一定條件下保證運行。最常用的兩種類型是晶振模塊和集成硅振蕩器。晶振模塊提供與分立晶振相同的精度。硅振蕩器的精度要比分立rc振蕩器高,多數(shù)情況下能夠提供與陶瓷諧振槽路相當?shù)木取?/p>
功耗
選擇振蕩器時還需要考慮功耗。分立振蕩器的功耗主要由反饋放大器的電源電流以及電路內(nèi)部的電容值所決定。cmos放大器功耗與工作頻率成正比,可以表示為功率耗散電容值。比如,hc04反相器門電路的功率耗散電容值是90pf。在4mhz、5v電源下工作時,相當于1.8ma的電源電流。再加上20pf的晶振負載電容,整個電源電流為2.2ma。
陶瓷諧振槽路一般具有較大的負載電容,相應(yīng)地也需要更多的電流。
相比之下,晶振模塊一般需要電源電流為10ma至60ma。
硅振蕩器的電源電流取決于其類型與功能,范圍可以從低頻(固定)器件的幾個微安到可編程器件的幾個毫安。一種低功率的硅振蕩器,如max7375,工作在4mhz時只需不到2ma的電流。
結(jié)論
在特定的微控制器應(yīng)用中,選擇最佳的時鐘源需要綜合考慮以下一些因素:精度、成本、功耗以及環(huán)境需求。下表給出了幾種常用的振蕩器類型,并分析了各自的優(yōu)缺點。
歡迎轉(zhuǎn)載,信息來自維庫電子市場網(wǎng)(www.dzsc.com)
晶振與陶瓷諧振槽路(機械式)的振蕩器通常能提供非常高的初始精度和較低的溫度系數(shù)。相對而言,rc振蕩器能夠快速啟動,成本也比較低,但通常在整個溫度和工作電源電壓范圍內(nèi)精度較差,會在標稱輸出頻率的5%至50%范圍內(nèi)變化。圖1所示的電路能產(chǎn)生可靠的時鐘信號,但其性能受環(huán)境條件和電路元件選擇以及振蕩器電路布局的影響。需認真對待振蕩器電路的元件選擇和線路板布局。在使用時,陶瓷諧振槽路和相應(yīng)的負載電容必須根據(jù)特定的邏輯系列進行優(yōu)化。具有高q值的晶振對放大器的選擇并不敏感,但在過驅(qū)動時很容易產(chǎn)生頻率漂移(甚至可能損壞)。影響振蕩器工作的環(huán)境因素有:電磁干擾(emi)、機械震動與沖擊、濕度和溫度。這些因素會增大輸出頻率的變化,增加不穩(wěn)定性,并且在有些情況下,還會造成振蕩器停振。
振蕩器模塊
上述大部分問題都可以通過使用振蕩器模塊避免。這些模塊自帶振蕩器、提供低阻方波輸出,并且能夠在一定條件下保證運行。最常用的兩種類型是晶振模塊和集成硅振蕩器。晶振模塊提供與分立晶振相同的精度。硅振蕩器的精度要比分立rc振蕩器高,多數(shù)情況下能夠提供與陶瓷諧振槽路相當?shù)木取?/p>
功耗
選擇振蕩器時還需要考慮功耗。分立振蕩器的功耗主要由反饋放大器的電源電流以及電路內(nèi)部的電容值所決定。cmos放大器功耗與工作頻率成正比,可以表示為功率耗散電容值。比如,hc04反相器門電路的功率耗散電容值是90pf。在4mhz、5v電源下工作時,相當于1.8ma的電源電流。再加上20pf的晶振負載電容,整個電源電流為2.2ma。
陶瓷諧振槽路一般具有較大的負載電容,相應(yīng)地也需要更多的電流。
相比之下,晶振模塊一般需要電源電流為10ma至60ma。
硅振蕩器的電源電流取決于其類型與功能,范圍可以從低頻(固定)器件的幾個微安到可編程器件的幾個毫安。一種低功率的硅振蕩器,如max7375,工作在4mhz時只需不到2ma的電流。
結(jié)論
在特定的微控制器應(yīng)用中,選擇最佳的時鐘源需要綜合考慮以下一些因素:精度、成本、功耗以及環(huán)境需求。下表給出了幾種常用的振蕩器類型,并分析了各自的優(yōu)缺點。
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