CEOB2B晶振平台该篇文章主要讲述的便是关于水晶的特征以及石英晶振的应用说明

水晶的特征

石英晶体的压电效应

当对晶轴方向施加压力时，石英晶体具有特征，在石英晶体板上产生电变化，相反，当向石英晶体板施加电时，在石英晶体板内部发生变形。水晶板。所以，这就是为什么我们称之为石英晶体的压电效应。

晶体等效电路

示出了石英晶体的等效电路，以解释控制晶体特性和性能的基本元素。它由运动电容C1，电感L1，串联电阻R1和分流电容C0组成。前三个参数被称为石英晶体元件的“运动参数”。见图1

系列共振

当贴片晶振以串联谐振（Fs）工作时，它在电路中看起来是电阻性的。因此，Fs处的阻抗接近零。在良好设计的串联谐振电路中，相关性不是问题，并且不必指定负载电容。见图2

并行共振

当晶振以并联谐振（Fs ）工作时，它看起来在电路中是电感性的。因此，负载电容的功能在选择稳定的振荡点时非常重要。在并联电路设计中，应规定负载电容CL。见图3

AT切割和BT切割晶体之间的差异

AT切割晶体和BT切割晶体具有不同的角度切割（AT基本为35度，BT切割为49度）。两种类型都具有相同的振动模式（厚度剪切）。然而，与AT切割（1.3mils）相比，50MHz基波上的BT切割晶体略厚（2mils）。AT切割和BT切割具有不同的温度与频率曲线。（见图4,5和6）

AT切割晶体与BT切割晶体的厚度

水晶单元应用说明

本应用笔记介绍了用于任何类型微控制器的晶体选择，该控制器可接受并联模式，AT或BT切割晶体，基本或三次泛音模式。

电路描述

大多数芯片都包括带有正反馈电阻（典型值为1 M ohm）的逆变器设计，带有可选的串联电阻，其值在100到1k欧姆之间变化（见图8）。

它有一个输入端口，通常称为（XIN）和一个输出端口（XOUT），用于这两个端口之间的晶体连接。大多数芯片都设计有一个选项，可以通过外部晶体振荡器驱动到晶体输入端口，也可以使用外部晶振。

根据频率，可以选择晶振作为基波或泛音模式。通常，35MHz以上的频率需要第三个泛音模式才能实现价格优势和交付。在并联模式中，晶体电抗是电感性的，需要两个外部电容器C1和C2来进行必要的振荡相移。无论晶体处于基模还是泛音模式，都需要Cl和C2。C1和C2的值由芯片制造商规定，从6pF到47pF不等。C1和C2可能不平衡，例如，值相等，但有时会以特定比率（C1/C2）偏移以获得最佳性能，具体取决于晶体和放大器特性以及电路板布局。（见图9）显示了基本模式操作的典型配置。

在泛音模式中，需要附加电感器L1和电容Cc来选择第三泛音模式，同时抑制或拒绝基模。在第三个泛音晶体电路中选择L1和抄送元件值，以满足以下条件：

1.来自串联谐振电路的LlCc元件，其频率低于基频，这使得电路在基频下看起来具有感应性。这种情况不利于基模的振荡。

2.LCC和C2组件形成并联谐振电路，其频率在基波和第三泛音频率之间的大约一半处。这种情况使电路在第三泛音频率处电容，这有利于在所需的泛音模式下的振荡。（见图10）。

3.在标准泛音模式下，C2值从10pF到30pF不等。Cc值应选择至少为C2值的10倍，因此其等效的Cequiv。将大约是C2的值。

4.不同晶体频率的L1的典型值：

25 MHz 4.7uH，6.8uH，8.2uH，10uH

32 MHz 2.7uH，3.9uH，4.7uH，5.6uH

40 MHz 1.5uH，1.8uH，2.2uH，2.7uH，3.3uH

负阻力

为获得最佳性能，建议测量振荡电路的负阻。如下图11所示，从石英晶体振荡器振荡电路上升一个晶体的一端，并插入一个以低值开始的可变电阻。用示波器监视波形，并继续增加插入的Vr（可变电阻）的值，直到电路在示波器上不显示振荡信号。振荡停止的值表示负阻力。建议振荡电路的负电阻值一般应至少为ESR max的5~10倍。