你的位置:首頁 > 電源管理 > 正文

為何兩個電容造成損失幾百萬?談MCU晶體旁電容和振蕩電路

發(fā)布時間:2013-08-21 來源:電子元件技術網(wǎng)論壇 責任編輯:Cynthiali

【導讀】和很多工程師一樣,我從來都沒有關心過MCU晶體兩邊的電容,認為按參考設計做就行了,但是,有一次做一個手機項目,這個電容出了問題,造成損失幾百萬。自此,我開始真正的考慮這個電容的作用。原來MCU振蕩電路的真名叫“三點式電容振蕩電路”……

絕大多數(shù)的工程師對MCU晶體兩邊要接一個22pF附近的電容都不是很理解,因為這個電容有些時候是可以不要的。書籍上對這個的講解也很少,往往提到最多的是起穩(wěn)定作用和負載電容之類簡短的,都沒有進行很深入的分析。

和這些工程師一樣,我之前也從來不去關心這兩個電容,認為按參考設計做就行了,直到有一次一個手機項目就因為這個電容出了問題,損失了幾百萬。于是,我開始真正的考慮這個電容的作用。

其實MCU的振蕩電路的真名叫“三點式電容振蕩電路”。

為何兩個電容造成損失幾百萬?詳解MCU晶體旁電容和振蕩電路

Y1是晶體,相當于三點式里面的電感,C1和C2就是電容,5404和R1實現(xiàn)一個NPN的三極管,大家可以對照高頻書里的三點式電容振蕩電路。接下來分析一下這個電路。

5404必需要一個電阻,不然它處于飽和截止區(qū),而不是放大區(qū),R1相當于三極管的偏置作用,讓5404處于放大區(qū)域,那么5404就是一個反相器,這個就實現(xiàn)了NPN三極管的作用,NPN三極管在共發(fā)射極接法時也是一個反相器。

接下來用通俗的方法講解一下這個三點式振蕩電路的工作原理,大家也可以直接看書。

大家知道一個正弦振蕩電路要振蕩的條件是,系統(tǒng)放大倍數(shù)大于1,這個容易實現(xiàn),相位滿足360°,接下來主要講解這個相位問題:
5404因為是反相器,也就是說實現(xiàn)了180°移相,那么就需要C1,C2和Y1實現(xiàn)180°移相就可以,恰好,當C1,C2,Y1形成諧振時,能夠實現(xiàn)180移相,這個大家最簡單的可以以地作為參考,諧振的時候,C1、C2上通過的電流一樣,地在C1、C2中間,所以恰好電壓相反,實現(xiàn)180移相。

當C1增大時,C2端的振幅增強,當C2降低時,振幅也增強。

有些時候C1,C2不焊也能起振,這個不是說沒有C1,C2,而是因為芯片引腳的分布電容引起的,因為本來這個C1,C2就不需要很大,所以這一點很重要。接下來分析這兩個電容對振蕩穩(wěn)定性的影響。

因為5404的電壓反饋是靠C2的,假設C2過大,反饋電壓過低,這個也是不穩(wěn)定,假設C2過小,反饋電壓過高,儲存能量過少,容易受外界干擾,也會輻射影響外界。C1的作用對C2恰好相反。因為我們布板的時候,假設雙面板,比較厚的,那么分布電容的影響不是很大,假設在高密度多層板時,就需要考慮分布電容,尤其是VCO之類的振蕩電路,更應該考慮分布電容。

有些用于工控的項目,建議不要用晶體的方法振蕩,二是直接接一個有源的晶振

很多時候大家會用到32.768K的時鐘晶體來做時鐘,而不是用單片機的晶體分頻后來做時鐘,這個原因很多人想不明白,其實這個跟晶體的穩(wěn)定度有關,頻率越高的晶體,Q值一般難以做高,頻率穩(wěn)定度不高,32.768K的晶體穩(wěn)定度等各方面都不錯,形成了一個工業(yè)標準,比較容易做高。
要采購晶體么,點這里了解一下價格!
特別推薦
技術文章更多>>
技術白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關閉

?

關閉