有源晶振是晶振中的一類,有4只引腳,是一個(gè)完整的振蕩器,里面除了石英晶體外,還有晶體管和阻容元件。有源晶振不需要DSP的內(nèi)部振蕩器,信號(hào)質(zhì)量好,比較穩(wěn)定,而且連接方式相對(duì)簡單(主要是做好電源濾波,通常使有源晶振用一個(gè)電容和電感構(gòu)成的PI型濾波網(wǎng)絡(luò),輸出端用一個(gè)小阻值的電阻過濾信號(hào)即可),不需要復(fù)雜的配置電路。下面將介紹其的引腳接法以及EMC設(shè)計(jì):
1.引腳接法
有源晶振一般有4個(gè)腳,有個(gè)點(diǎn)標(biāo)記的為1腳,按逆時(shí)針(管腳向下)分別為2、3、4。通常的用法:一腳懸空,二腳接地,三腳接輸出,四腳接電壓。
有源晶振正反面
2.EMC設(shè)計(jì)
有源晶振EMC標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)電路如下:
電路原理圖
2.1原理圖注意事項(xiàng)
(1) 有源晶振的電源引腳最好不要直接接電源,而是通過一個(gè)磁珠后接入,這可大大降低電源噪聲對(duì)時(shí)鐘輸出頻率的影響。晶振電源的去耦電容的匹配也很重要,去耦電容一般選3個(gè),容值依次遞減。
(2) 有源晶振的時(shí)鐘輸出端串聯(lián)一個(gè)小電阻,作用是為了減少信號(hào)反射,以免造成信號(hào)反射引起的信號(hào)過沖。電阻R1是預(yù)留匹配設(shè)計(jì),可根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行阻值調(diào)整。其具體作用如下:
①可以減少諧波。有源晶振的輸出是方波,當(dāng)阻抗嚴(yán)重不匹配的時(shí)候?qū)⒁鹬C波干擾。加上串聯(lián)電阻后,該電阻與輸入電容構(gòu)成RC電路,將方波變成正弦波。
②可以進(jìn)行阻抗匹配,減少反射信號(hào)的干擾。
(3) C5是預(yù)留設(shè)計(jì),可根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行調(diào)整,它的作用是:與串聯(lián)電阻組成RC濾波電路,減少時(shí)鐘信號(hào)的過沖。
2.2PCB設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
(1) 耦合電容應(yīng)盡量靠近晶振的電源引腳,位置擺放順序:按電源流入方向,依容值從大到小依次擺放,容值最小的電容最靠近電源引腳。
(2) 晶振的外殼必須接地,可以晶振的向外輻射,也可以屏蔽外來信號(hào)對(duì)晶振的干擾。
(3) 晶振下面不要布線,保證完全鋪地,同時(shí)在晶振的300mil范圍內(nèi)不要布線,這樣可以防止晶振干擾其他布線、器件和層的性能。
(4) 晶振不要放置在PCB板的邊緣,在板卡設(shè)計(jì)時(shí)尤其注意該點(diǎn)。
以上就是有源晶振的EMC設(shè)計(jì)介紹了,對(duì)于時(shí)序要求敏感的應(yīng)用,可以選用比較精密的晶振,甚至是高檔的溫度補(bǔ)償晶振。有些DSP內(nèi)部沒有起振電路,只能使用有源的晶振。有源晶振通常體積較大,許多有源晶振是表貼的,體積和晶體相當(dāng),有的甚至比許多晶體還要小。
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