【元器件】2.无源晶振
目录
- 1.无源晶振是什么?
- 2.无源晶振怎么选型?
- ① 计算晶振兼容性
- ② 计算负载电容
- ③ 计算Drive Level
- ① 计算晶振兼容性
- ② 计算负载电容
1.无源晶振是什么?
无源晶振应用主要是皮尔斯震荡电路。它需要用CPU内的振荡器。
无源晶振只有两个引脚,无源晶振没有电源电压,其信号电平是根据起振电路来决定的,是可变的,同样的无源晶振可以适用于多种电压,可适用于不同电压要求的CPU。通常,无源晶振的价格比较低,在民用产品当中为了降低成品大部分使用的都是无源晶振。
2.无源晶振怎么选型?
① 计算晶振兼容性
如低频晶振选择:FC135G12Q-32.768,32.768kHz,ESR:70kohm,20ppm,CL:12.5pF, Co:1pF。(参数手册可查)
ESR:等效串联电阻
F:所选晶振的震荡频率
C_O:晶振的寄生电容(shunt capacitance)
C_L:晶振的负载电容(load capacitance)
PS:有的晶振的寄生电容在DataSheet没有给出,那么这款晶振的寄生电容可忽略不记。
计算:
gmcrit = 4 ESR (2πF)² * (C0 + CL)²
=470kohm * (2pi*32.768kHz)^2 *(1pF+12.5pF)^2
= 2.1632uA/V
以STM32F103VFT6单片机为例,查手册可知LSE的gm最小值为5 uA/V,因此gmcrit最大值不超过1uA/V(5倍关系),
则本数值不满足兼容性要求。
选择型号FC-12M32.768KHZ7PF20PPM,经计算gmcrit 值0.76 uA/V(典型值),按最大参数计算1.0513 uA/V。基本可以满足要求。
② 计算负载电容
由于CPU引脚电容为5pF,假设分布电容为1.5pF,则总寄生电容为5/2+1.5=4pF
则CL1、CL2可选择(12.5-4)*2=17pF,可选择16pF作为初始值
③ 计算Drive Level
晶振的DL为0.5uW,ESR为70kohm
= 7.6uA
因此,Iq应不大于7.6uApp。STM32F103VFT6的LSE driving current为1.4uA。满足要求。
高频晶振选择:8.000MHZ 49USMX/30/50/40/18PF/ATF
① 计算晶振兼容性
Gmcrit = 0.392mA/V
STM32F103VFT6单片机HSE的gm为25mA/V,因此Gmcrit最大值不超过5mA/V。
因此满足兼容性要求。
② 计算负载电容
由于CPU引脚电容为5pF,假设分布电容为1.5pF,则总寄生电容为5/2+1.5=4pF
则CL1、CL2可选择(18-4)*2=28pF,可选择22pF作为初始值
③ 计算Drive Level
= 7mA
因此,Iq应不大于7mApp。STM32F103VFT6的HSE driving current为1mA。满足要求。
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