中心議題：

• 矽振蕩器與晶體或陶瓷諧振器的比較
• 矽振蕩器的應用實例

解決方案：

• 有獨特的內部RC時間常數
• 沒有裸露在外的高阻抗節點
• 不需要附加定時元件

對於大多數微控製器的時鍾要求而言，矽振蕩器是一種簡單而有效的解決方案。與晶體和陶瓷諧振器不同的是，矽定時器件對於振動、衝擊和電磁幹擾(EMI不敏感。此外
，矽振蕩器不需要精心匹配定時元件或嚴格的電路板布線。

在實際應用中，除了一些環境因素外，時鍾源的選擇標準通常依據四個基本條件：精度、供電電壓
、尺寸和噪聲。精度需求通常取決於特定應用所采用的通信標準。例如

，高速USB需要±0.25%的總體時鍾精度。相比之下
，無需外部通信的係統可能隻需5%、10%、甚至20%的時鍾源精度便能很好地工作。

矽振蕩器與晶體或陶瓷諧振器的比較

微控製器時鍾的供電電壓典型範圍是1V至5.5V
，而矽振蕩器典型的供電電壓範圍為2.4V至5.5V。

時鍾噪聲受許多因素的影響，包括放大器的噪聲、電源噪聲
、線路板布線、以及振蕩元件固有的噪聲抑製特性等(或品質因數“Q”）。晶體的Q值很高，一般而言產生的噪聲最小，特別適合用於要求低基帶噪聲的係統中
，例如音頻CODEC。

raner，guizhendangqizhanjudekongjianzuixiao
，erqiebuxuyaofujiadedingshiyuanjian。duiyudaduoshuguizhendangqilaishuo，suoxudewaibuyuanjiantongchangzhiyouyigedianyuanpangludianrong。

皮爾斯振蕩器

晶(jing)體(ti)和(he)陶(tao)瓷(ci)諧(xie)振(zhen)器(qi)大(da)多(duo)被(bei)用(yong)在(zai)皮(pi)爾(er)斯(si)振(zhen)蕩(dang)器(qi)中(zhong)，其(qi)中(zhong)晶(jing)體(ti)或(huo)諧(xie)振(zhen)器(qi)作(zuo)為(wei)調(tiao)諧(xie)元(yuan)件(jian)用(yong)在(zai)反(fan)相(xiang)放(fang)大(da)器(qi)的(de)反(fan)饋(kui)中(zhong)。為(wei)了(le)使(shi)電(dian)路(lu)穩(wen)定(ding)，需(xu)要(yao)另(ling)加(jia)電(dian)容(rong)和(he)電(dian)阻(zu)來(lai)進(jin)行(xing)相(xiang)移(yi)補(bu)償(chang)和(he)增(zeng)益(yi)控(kong)製(zhi)。此(ci)外(wai)
，還(hai)須(xu)用(yong)電(dian)阻(zu)提(ti)供(gong)一(yi)定(ding)的(de)阻(zu)尼(ni)，以(yi)防(fang)過(guo)驅(qu)動(dong)造(zao)成(cheng)晶(jing)體(ti)或(huo)諧(xie)振(zhen)器(qi)永(yong)久(jiu)損(sun)壞(huai)。

圖1給出了兩個皮爾斯振蕩器的實例。圖1a是一個典型的晶體振蕩電路
，使用外部電容和電阻。圖1b則是一個基於三端陶瓷諧振器的皮爾斯振蕩器，陶瓷諧振器中集成了補償電容。這些設計中的每一個元件的值與工作頻率、供電電壓、反相器的類型
、元件類型(晶體或諧振器)以及製造商有關。


圖1.采用晶體和三端陶瓷諧振器的皮爾斯振蕩器

皮爾斯振蕩器最常見的實現方法是用一個CMOS非門做為放大器。雖然這種方案的穩定性和功耗性能通常比不上基於晶體管的振蕩器，但是

，基於CMOS反(fan)相(xiang)器(qi)的(de)電(dian)路(lu)比(bi)較(jiao)簡(jian)單(dan)，而(er)且(qie)在(zai)許(xu)多(duo)情(qing)況(kuang)下(xia)非(fei)常(chang)實(shi)用(yong)。帶(dai)緩(huan)衝(chong)和(he)無(wu)緩(huan)衝(chong)反(fan)相(xiang)器(qi)都(dou)能(neng)用(yong)於(yu)放(fang)大(da)元(yuan)件(jian)
，其(qi)中(zhong)首(shou)選(xuan)無(wu)緩(huan)衝(chong)的(de)反(fan)相(xiang)器(qi)，因(yin)為(wei)它(ta)們(men)工(gong)作(zuo)得(de)更(geng)穩(wen)定(ding)，雖(sui)然(ran)也(ye)伴(ban)隨(sui)著(zhe)功(gong)耗(hao)的(de)增(zeng)加(jia)。無(wu)緩(huan)衝(chong)門(men)沒(mei)有(you)強(qiang)大(da)的(de)輸(shu)出(chu)級(ji)
，所(suo)以(yi)要(yao)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)的(de)長(chang)走(zou)線(xian)時(shi)必(bi)須(xu)使(shi)用(yong)標(biao)準(zhun)反(fan)相(xiang)器(qi)加(jia)以(yi)緩(huan)衝(chong)。
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矽振蕩器的優點

矽振蕩器，這種完全集成的振蕩元件是最簡單的時鍾源。這些器件可產生規定頻率的方波
，可直接送入微控製器(µC)的時鍾輸入。矽振蕩器並不依賴於機械共振特性來獲得振蕩頻率，而是基於一個內部的RC時(shi)間(jian)常(chang)數(shu)。這(zhe)樣(yang)的(de)設(she)計(ji)使(shi)矽(gui)器(qi)件(jian)對(dui)於(yu)外(wai)部(bu)機(ji)械(xie)作(zuo)用(yong)不(bu)敏(min)感(gan)。而(er)且(qie)，與(yu)傳(chuan)統(tong)振(zhen)蕩(dang)器(qi)不(bu)同(tong)的(de)是(shi)，沒(mei)有(you)裸(luo)露(lu)在(zai)外(wai)的(de)高(gao)阻(zu)抗(kang)節(jie)點(dian)，這(zhe)樣(yang)使(shi)矽(gui)振(zhen)蕩(dang)器(qi)可(ke)以(yi)承(cheng)受(shou)更(geng)大(da)的(de)濕(shi)度(du)和(he)EMI影響。

矽振蕩器的應用

如果用矽振蕩器代替晶體或陶瓷諧振器，首先可以去掉和振蕩電路相關的所有元件。這通常包括一到兩個電阻和兩個電容(如果它們未被包含在諧振器封裝內）。振蕩器可以安裝在適當的位置，然後將其時鍾輸出引到微控製器(µC)時鍾輸入(OSC1)引腳。振蕩器的電源應該來自於驅動µC時鍾輸入電路的電源。

圖2和圖3給出了這種設計的一個實例，其中顯示的是用於MC68HC908µC的振蕩電路。圖2為推薦電路
，三端陶瓷諧振器。

圖3為采用矽振蕩器的電路
，本例采用MAX7375，SC70封裝
，包括引腳在內的外形尺寸僅為2.0mmx2.1mm。


圖2.MC68HC908µC采用基於三端諧振器的振蕩器

圖3.MC68HC908µC采用MAX7375矽振蕩器

矽gui振zhen蕩dang器qi在zai電dian路lu板ban上shang的de布bu局ju通tong常chang沒mei有you很hen高gao的de要yao求qiu
，因yin為wei這zhe種zhong器qi件jian輸shu出chu的de是shi低di阻zu抗kang方fang波bo，它ta能neng夠gou在zai電dian路lu板ban上shang傳chuan送song足zu夠gou的de距ju離li，且qie無wu須xu顧gu慮lv其qi他ta信xin號hao對dui它ta的de幹gan擾rao。矽gui振zhen蕩dang器qi能neng夠gou驅qu動dong多duo個ge器qi件jian。和he任ren何he其qi他ta高gao速su信xin號hao一yi樣yang，矽gui振zhen蕩dang器qi的de時shi鍾zhong輸shu出chu在zai驅qu動dong長chang導dao線xian時shi會hui產chan生sheng電dian磁ci輻fu射she。靠kao近jin時shi鍾zhong發fa生sheng器qi的de引yin腳jiao
，在zai每mei路lu時shi鍾zhong信xin號hao上shang串chuan連lian一yi個ge電dian阻zu可ke以yi降jiang低di這zhe種zhong輻fu射she。如ru圖tu4所示，MAX7375驅動兩路時鍾電路時
，每條時鍾線上都串入了一個電阻。


圖4.串聯電阻減小電磁輻射