對于16MHz無源晶振,“串聯(lián)電阻”通常涉及兩個層面:一個是晶振自身的等效串聯(lián)電阻,
另一個是電路中外部串聯(lián)的匹配電阻。它們的值和作用完全不同。
為了方便區(qū)分,華昕電子將它們整理成了下表:
| 項(xiàng)目 | 典型值 | 核心作用 |
|---|---|---|
| 晶振等效串聯(lián)電阻 (ESR) | 通常在 30Ω 到 100Ω 之間。 | 晶振自身的固有電氣參數(shù),代表晶振在諧振時的能量損耗,數(shù)值越小越容易起振。設(shè)計時需要確保電路提供的負(fù)阻抗能克服它。 |
| 電路外部串聯(lián)電阻 (R<sub>s</sub>) | 典型值為 數(shù)十到數(shù)百歐姆,如 22Ω、100Ω、330Ω 等。 | 由電路設(shè)計者添加,主要用于限制晶振的驅(qū)動功率,防止過激勵而損壞晶振或?qū)е骂l率漂移。 |
首要原則:參考芯片手冊
你所使用的微控制器或芯片的數(shù)據(jù)手冊,其“振蕩器”或“時鐘”章節(jié)通常會提供一個經(jīng)過驗(yàn)證的參考電路,并給出包括外部串聯(lián)電阻在內(nèi)的元件推薦值。這是最可靠的設(shè)計起點(diǎn)。
關(guān)鍵設(shè)計依據(jù):安全系數(shù)
電路設(shè)計的核心是確保 “安全系數(shù)”(負(fù)阻抗比)大于5,這意味著電路提供給晶振的負(fù)阻抗絕對值,至少是晶振ESR值的5倍以上。
外部串聯(lián)電阻的加入會消耗一部分負(fù)阻抗。因此,如果初始設(shè)計不易起振(負(fù)阻抗不足),可能需要減小或去掉這個電阻;反之,如果擔(dān)心過驅(qū)動或需要抑制諧波輻射,可以增大這個電阻。
工程實(shí)踐中的常用值
對于16MHz的常見應(yīng)用,在沒有特定要求時,串聯(lián)一個22Ω到100Ω的電阻是一個比較普遍的調(diào)試起點(diǎn)。
對于時序要求非常嚴(yán)格的高速電路(如USB、高頻MCU),通常建議串聯(lián)一個小阻值電阻(如22Ω) ,甚至直接使用0Ω電阻,以減小對信號邊沿的影響。
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