格耶品牌SMD晶振如何构建振荡电路?

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浏览：- 发布日期：2023-11-06 08:54:39【大中小】

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格耶品牌SMD晶振如何构建振荡电路?成立至1964年的格耶电子，凭借着自身的努力，一直是频率产品的领先制造商之一，压电石英晶体, 振荡器和陶瓷谐振器.我们从我们的德国总部以及欧洲、亚洲和美国的其他地方。我们非常重视与客户的密切合作从开发阶段开始。这确保了我们从一开始就提供您所需要的东西。

我们将在整个项目中为您提供专业的设计支持。我们的全球服务包括个人咨询和保证电路的验证交付您从我们这里购买的组件。
我们的优势之一是在项目的整个生命周期中包括开发阶段已经提供的经验和技术。

另一个优势是通过我们的支持15年以上的长期项目长期交货保证和生命周期管理.

例如，我们仍然从一开始就提供SMD晶振，如GEYER KX-C系列，从1992年的一个项目开始就提供。

我们希望详细了解您的需求，并与您一起完成开发过程。在GEYER Electronic，我们位于慕尼黑附近Planegg的设计和测试中心拥有一支经验丰富的高性能团队。

利用我们近60年的石英技术知识。

在设计新的电子电路时，设计工程师通常需要考虑晶体或振荡器是否是合适的选择：有多少空间？频率稳定性的要求是什么？费用是多少用于组件和开发电路的这一部分？
通过使用晶体，设计工程师可以构建任何振荡电路。那么，为什么经常使用现成的振荡器呢
即使是在时钟生成这样的简单应用中？显然，原因不仅在于所需的频率稳定性。安全的启动条件以及任何所需环境条件的可靠性也将发挥作用。此外，晶体的使用需要一定的努力来使电路适应晶体并确保可靠的启动电路性能。
因此，建议少量使用，以节省设计成本并使用更昂贵的振荡器，而不是水晶。通过使用振荡器，不需要像晶体那样的其他外部组件。这样也可以节省空间在PCB上。振荡器很容易获得，例如尺寸为7x5mm SMD或更小（图1）。手册微控制器通常包含如何应用外部振荡器的信息。

通过无源晶体和分立元件构建自己的振荡电路对于更大的数量或如果IC不使用内部振荡器。可以选择Pierce或Colpitts振荡器。此外，还可以创建振荡器通过反相器电路的适当反馈（图2）。

大多数微控制器已经包含了时钟电路的基本组件。为了完成电路对于Pierce或Colpitts振荡器类型，只需要一个晶体和其他外部无源元件。应用微控制器的手册描述了必要的细节。为了最大限度地减少任何寄生效应，所有连接从微控制器到晶体电路应保持尽可能短。
在40MHz及以上的频率下，使用泛音晶体。这些泛音晶体需要一个特殊的过滤器电路，以便抑制基本模式。滤波电路由电容器和电感组成。如果过滤器省略，电路以其基本模式振荡（例如：预期48MHz的第三泛音晶体，电路以16MHz振荡）。带有泛音晶体的振荡器电路应该非常谨慎地进行尺寸和测试。
如果微控制器配备皮尔斯振荡器配置，晶体将连接到两个电容器，如如图所示。3（C1和C2）。对于4MHz以上的频率，不需要额外的串联电阻器，因为适当的串联电阻器通常将被包括在微控制器的逆变器级内。此外，高欧姆电阻器集成在微控制器内，以调整直流工作电压（图3中为1MΩ）。CS1和CS2包括输入以及微控制器的输出电容以及由PCB上的导电路径贡献的其他电容。通过外部电容器C1使整个电路电容适合于晶体CL的指定负载电容和C2：

tu 1

示例：提供CL=16pF。假设CS1＝CS2＝12pF，外部电容器可以被评估为C1＝15pF和C2＝27pF。应考虑这些作为后续优化的初始值。C1小于C2，以便提高电路的启动性能。
如果频率与晶体的实际谐振频率匹配，则晶体电路处于最佳状态。实际晶体在其指定负载电容下的谐振频率可以在其测试记录中找到。
应在没有来自探头的任何反馈的情况下测量频率。这通常可以通过测量在微控制器的另一个端口处的频率。如果石英晶振晶体被电容器过载，则频率较小比要求的要大（否则会更大）。
如上所述，具有皮尔斯振荡器配置的微控制器可能需要外部串联电阻器对于低于4MHz的频率。串联电阻器RV将有助于抑制不必要的泛音，并调整内部振荡器到外部pi电路，该电路由C1、C2和晶体组成。串联电阻器RV可评估为如下：RV与电容器C2串联，因此起到低通滤波器的作用（图2）。C2的值应为假如通过选择RV，截止频率fT应在基频和第三泛音之间（方程式2和3）。格耶品牌SMD晶振如何构建振荡电路?
tu 2

示例：提供晶体谐振频率2MHz和C2=22pF。因此，fT=2 x 2MHz=4MHz，RV=1.8 kΩ

如果微控制器提供Colpitts振荡器配置，则微控制器显示如图所示的电路。4.电容器C1和C2的选择如等式（1）所述。

示例：提供CL=16pF。假设CS1＝CS2＝10pF，外部电容器可以被评估为C1＝C2＝22pF。如上所述，应在没有任何探针反馈的情况下测量频率。
有时，微控制器的手册只显示了石英晶体谐振器的一个输入。晶体和电容器接地，如图所示。5.微控制器制造商的意图是调整负载电容或确保晶体的直流绝缘（或两者）。
一个可行的解决方案是选择一个与指定负载大致相同的电容值晶体的电容（方程式4）。
C1 ≈ CL

示例：提供CL=16pF。用于优化的合适的初始值是C1＝16pF。该值应通过免费反馈进行检查和校正频率测量。
为了检查晶体是否能够可靠地开始振荡，可以手动将电阻器串联焊接到晶体上。SMD电阻器最适合此测试。即使电阻值高出X倍，电路也应振荡大于晶体的最大指定谐振电阻。
晶体的最大指定谐振电阻可以在其数据表中找到。系数X应为3到5在整个要求的温度范围内。对于特殊应用，更高的系数X是合适的。

Mfr Part #	Mfr	Description	Series	Frequency	Frequency Stability	Frequency Tolerance	Load Capacitance	Operating Temperature
12.85519	Geyer晶振	CYSTAL 20.0MHZ 8PF SMD	KX-5T	20 MHz	±50ppm	±20ppm	8pF	-40°C ~ 85°C
12.89027	Geyer晶振	Crystal 25.0Mhz SMD KX-9A 16pF,	KX-9A	25 MHz	±30ppm	±30ppm	16pF	-20°C ~ 70°C
12.85539	Geyer晶振	CYSTAL 40.0MHZ 8PF SMD	KX-5T	48 MHz	±20ppm	±10ppm	12pF	-40°C ~ 85°C
12.88721	Geyer晶振	Crystal 16.0Mhz 12pF SMD	KX-7T	16 MHz	±30ppm	±30ppm	12pF	-20°C ~ 70°C
12.88667	Geyer晶振	Crystal 25.0Mhz SMD KX-7 12pF, 4	KX-7	25 MHz	±50ppm	±30ppm	12pF	-20°C ~ 70°C
12.85517	Geyer晶振	CYSTAL 54.0MHZ 8PF SMD	KX-5T	54 MHz	±100ppm	±30ppm	8pF	-40°C ~ 85°C
12.89017	Geyer晶振	Crystal 13.560Mhz SMD KX-9A 16pF	KX-9A	13.56 MHz	±50ppm	±30ppm	16pF	-20°C ~ 70°C
12.89082	Geyer晶振	Crystal 26.0Mhz SMD KX-9AT 16pF,	KX-9AT	26 MHz	±50ppm	±30ppm	16pF	-40°C ~ 85°C
12.60075	Geyer晶振	Cystal 30.0Mhz 8pF SMD	KX-7	30 MHz	±50ppm	±30ppm	8pF	-40°C ~ 125°C
12.89155	Geyer晶振	Crystal 32.0Mhz SMD KX-9AT 16pF,	KX-9AT	32 MHz	±30ppm	±30ppm	16pF	-40°C ~ 85°C
12.88522	Geyer晶振	Crystal 11.059200Mhz 12pF SMD	KX-7T	11.0592 MHz	±50ppm	±30ppm	12pF	-20°C ~ 70°C
12.88752	Geyer晶振	Crystal 10.0Mhz 12pF SMD	KX-7	10 MHz	±50ppm	±30ppm	12pF	-20°C ~ 70°C
12.85569	Geyer晶振	CYSTAL 27.120MHZ 8PF SMD	KX-5T	27.12 MHz	±15ppm	±10ppm	8pF	-40°C ~ 85°C
12.88565	Geyer晶振	Crystal 8.0Mhz 12pF SMD	KX-7E	8 MHz	±50ppm	±30ppm	12pF	-20°C ~ 70°C
12.85538	Geyer晶振	CYSTAL 24.5760MHZ 8PF SMD	KX-5T	24.576 MHz	±100ppm	±30ppm	8pF	-40°C ~ 85°C
12.86533	Geyer晶振	Cystal 26.0Mhz 10pF SMD	KX-6T	26 MHz	±100ppm	±30ppm	10pF	-40°C ~ 85°C
12.89209	Geyer晶振	Crystal 16.0Mhz SMD KX-9AE 20pF,	KX-9AE	16 MHz	±50ppm	±30ppm	20pF	-40°C ~ 105°C
12.8652	Geyer晶振	Cystal 27.0Mhz 10pF SMD	KX-6	27 MHz	±50ppm	±30ppm	10pF	-20°C ~ 70°C
12.86574	Geyer晶振	Crystal 27.0Mhz 8pF SMD	KX-6F	27 MHz	±150ppm	±30ppm	8pF	-40°C ~ 125°C
12.85541	Geyer晶振	CYSTAL 30.0MHZ 8PF SMD	KX-5	30 MHz	±30ppm	±30ppm	8pF	-20°C ~ 70°C
12.84818	Geyer晶振	Crystal 24.0MHz 8pF SMD	KX-4	24 MHz	±50ppm	±30ppm	8pF	-20°C ~ 70°C
12.86527	Geyer晶振	Cystal 20.0Mhz 10pF SMD	KX-6T	20 MHz	±15ppm	±10ppm	10pF	-40°C ~ 85°C
12.85534	Geyer晶振	CYSTAL 27.0MHZ 8PF SMD	KX-5T	27 MHz	±50ppm	±30ppm	8pF	-40°C ~ 85°C
12.86505	Geyer晶振	Cystal 26.0Mhz 10pF SMD	KX-6	26 MHz	±50ppm	±30ppm	10pF	-20°C ~ 70°C
12.60024	Geyer晶振	Cystal 27.0Mhz 12pF SMD	KX-7E	27 MHz	±100ppm	±30ppm	12pF	-40°C ~ 105°C
12.84803	Geyer晶振	Crystal 26.0MHz 8pF SMD	KX-4	26 MHz	±20ppm	±10ppm	8pF	-40°C ~ 85°C
12.85518	GEYER Crystal	CYSTAL 20.0MHZ 8PF SMD	KX-5E	20 MHz	±50ppm	±30ppm	8pF	-40°C ~ 105°C
12.8873	Geyer晶振	Crystal 26.0Mhz 12pF SMD	KX-7T	26 MHz	±50ppm	±30ppm	12pF	-40°C ~ 85°C
12.86556	Geyer晶振	Crystal 40.0Mhz 8pF SMD	KX-6T	40 MHz	±20ppm	±10ppm	8pF	-40°C ~ 85°C
12.88643	Geyer晶振	Crystal 14.3181800Mhz 12pF SMD	KX-7T	14.31818 MHz	±50ppm	±30ppm	12pF	-40°C ~ 85°C
12.86511	Geyer晶振	Crystal 18.4320Mhz 10pF SMD	KX-6	18.432 MHz	±50ppm	±30ppm	10pF	-20°C ~ 70°C
12.88523	Geyer晶振	Crystal 40.0Mhz 12pF SMD	KX-7F	40 MHz	±50ppm	±30ppm	12pF	-40°C ~ 125°C
12.89288	Geyer晶振	Crystal 24.5760Mhz SMD KX-9AT 20	KX-9AT	24.576 MHz	±30ppm	±20ppm	20pF	-40°C ~ 85°C
12.86536	Geyer晶振	Crystal 14.318180Mhz 10pF SMD	KX-6	14.31818 MHz	±50ppm	±30ppm	10pF	-20°C ~ 70°C
12.89029	Geyer晶振	Crystal 27.0Mhz SMD KX-9A 16pF,	KX-9A	27 MHz	±50ppm	±30ppm	16pF	-20°C ~ 70°C
12.88799	Geyer晶振	Crystal 12.0Mhz 10pF SMD	KX-7	12 MHz	±30ppm	±30ppm	10pF	-20°C ~ 70°C
12.8481	Geyer晶振	Crystal 48.0MHz 8pF SMD	KX-4	48 MHz	±50ppm	±30ppm	8pF	-40°C ~ 85°C
12.84814	Geyer晶振	Crystal 32.0MHz 8pF SMD	KX-4	32 MHz	±15ppm	±10ppm	8pF	-40°C ~ 85°C
12.88756	Geyer晶振	Crystal 10.0Mhz 12pF SMD	KX-7E	26 MHz	±50ppm	±10ppm	12pF	-40°C ~ 105°C
12.8556	Geyer晶振	CYSTAL 16.0MHZ 8PF SMD	KX-5T	16 MHz	±30ppm	±30ppm	8pF	-40°C ~ 85°C
12.86561	Geyer晶振	Crystal 40.0Mhz 10pF SMD	KX-6T	40 MHz	±20ppm	±10ppm	10pF	-40°C ~ 85°C
12.8877	Geyer晶振	Crystal 30.0Mhz 12pF SMD	KX-7T	30 MHz	±10ppm	±10ppm	12pF	-25°C ~ 80°C
12.86564	Geyer晶振	Crystal 14.318180Mhz 10pF SMD	KX-6T	14.31818 MHz	±100ppm	±30ppm	10pF	-40°C ~ 85°C
12.86592	Geyer晶振	Crystal 25.0Mhz SMD KX-6T 12pF,	KX-6T	25 MHz	±20ppm	±10ppm	12pF	-40°C ~ 85°C
12.87159	Geyer晶振	CRYSTAL 32.7680kHz 12.5pF SMD	KX-327NHT	32.768 kHz	-0.035ppm	±20ppm	12.5pF	-40°C ~ 85°C
12.87163	Geyer晶振	CRYSTAL 32.768KHZ 7PF SMD	KX-327RT	32.768 kHz	-0.036ppm	±20ppm	7pF	-40°C ~ 85°C
12.87151	Geyer晶振	CRYSTAL 32.7680kHz 9pF SMD	KX-327NHT	32.768 kHz	-0.035ppm	±30ppm	9pF	-40°C ~ 85°C
12.8717	Geyer晶振	CRYSTAL 32.7680KHZ 12.5PF SMD	KX-327FT	32.768 kHz	-	±20ppm	12.5pF	-40°C ~ 85°C
12.87148	Geyer晶振	CRYSTAL 32.7680KHZ 7PF SMD	KX-327NHT	32.768 kHz	-0.035ppm	±20ppm	7pF	-40°C ~ 85°C
12.87106	Geyer晶振	CRYSTAL 32.768KHZ 7PF SMD	KX-327XST	32.768 kHz	±20ppm	±20ppm	7pF	-40°C ~ 85°C
12.8716	Geyer晶振	CYSTAL 32.7680KHZ 12.5PF SMD	KX-327RT	32.768 kHz	±20ppm	±20ppm	12.5pF	-40°C ~ 85°C
12.87143	Geyer晶振	CRYSTAL 32.768KHz 9pF SMD	KX-327NHT	32.768 kHz	-0.035ppm	±20ppm	9pF	-40°C ~ 85°C
12.84801	Geyer晶振	Crystal 26.0MHz 8pF SMD	KX-4	26 MHz	±50ppm	±30ppm	8pF	-20°C ~ 70°C
12.8718	Geyer晶振	Crystal 32.7680kHz 9pF SMD	KX-327NHF	32.768 kHz	-0.03ppm	±20ppm	9pF	-40°C ~ 125°C
12.87147	Geyer晶振	CRYSTAL 32.768KHz 7pF SMD	KX-327NHT	32.768 kHz	-	±10ppm	7pF	-40°C ~ 85°C
12.87081	Geyer晶振	CRYSTAL 32.768KHZ 6PF SMD	KX-327NHT	32.768 kHz	-0.035ppm	±20ppm	6pF	-40°C ~ 85°C
12.87149	Geyer晶振	CRYSTAL 32.7680KHZ 9PF SMD	KX-327NHT	32.768 kHz	-0.035ppm	±20ppm	9pF	-40°C ~ 85°C
12.87156	Geyer晶振	CRYSTAL 32.768KHz 12.5pF SMD	KX-327NHT	32.768 kHz	-0.035ppm	±20ppm	12.5pF	-40°C ~ 85°C
12.87154	Geyer晶振	CRYSTAL 32.768KHz 12.5pF SMD	KX-327NHT	32.768 kHz	-0.035ppm	±20ppm	12.5pF	-40°C ~ 85°C
12.87174	Geyer晶振	CRYSTAL 32.768KHz 7pF SMD	KX-327FT	32.768 kHz	-0.036ppm	±20ppm	7pF	-40°C ~ 85°C
12.87114	Geyer晶振	Cystal 32.7680Khz 12.5pF SMD	KX-327ST	32.768 kHz	-0.034ppm, ±0.006ppm	±20ppm	12.5pF	-40°C ~ 85°C
12.8715	Geyer晶振	CRYSTAL 32.7680KHZ 12.5PF SMD	KX-327NHT	32.768 kHz	-0.035ppm	±20ppm	12.5pF	-40°C ~ 85°C
12.87181	Geyer晶振	CRYSTAL 32.7680KHZ 12.5PF SMD	KX-327NHF	32.768 kHz	-0.03ppm	±20ppm	12.5pF	-40°C ~ 125°C
12.60023	Geyer晶振	Cystal 48.0Mhz 12pF SMD	KX-7E	48 MHz	±50ppm	±30ppm	12pF	-40°C ~ 105°C
12.85559	Geyer晶振	CYSTAL 40.0MHZ 8PF SMD	KX-5	40 MHz	±50ppm	±30ppm	8pF	-20°C ~ 70°C

示例：谐振电阻R1，最大值=100Ω。如果电路用于工业目的，则电路应工作即使手动焊接的测试电阻器的值为300Ω至500Ω，也应正确。
对于较小的数量，使用振荡器而不是晶体更经济。振荡器易于应用提供可靠的操作。对于更大的数量，并且仅用作简单的时钟发生器时，晶体更比振荡器合理。本文描述了如何评估所需的外部组件。此外提出了一种检查启动性能的简单方法。

图。1:SMD晶体振荡器，尺寸为7 x 5mm。这种振荡器的频率范围为1MHz至160MHz，电源电压为1.8 V/2.5 V/3.0伏/3.3伏和5伏（GEYER Electronic）
图。2:Pierce再生振荡电路反相器和基模晶体。RGK是一种用于调节直流操作的高欧姆电阻器电压
RV是一个用于抑制泛音的串联电阻器频率。C1和C2用于调整电容负载到指定负载电容水晶。RV、晶体、C1和C2提供相移.加上（放大）的180°相移逆变器，振荡的必要条件可以是
实现。
tu 5