深圳市康华尔电子有限公司——全球上百万进口晶振品牌代理商

微型化是电子工业的一个持续趋势。可穿戴设备、智能家居设备、移动设备、汽车应用中的电子产品...-这些只是需要越来越小元件的应用的几个例子。每个电子元件制造商都在努力将越来越小的元件推向市场。但是这种尺寸的减小会在设计过程中引起不同的问题。为了帮助解决这些问题，本博客将重点讨论缩小石英晶振尺寸对设计的影响。

GEYER OSCILLATOR CRYSTAL，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。

For decades GEYER Electronic has been one of the leading manufacturers of frequency products, Quartz Crystals, Oscillators and Ceramic Resonators.

Founded in 1964, we serve our customers worldwide from our headquarters in Germany and other locations in Europe, Asia and the USA.

We attach great importance to close cooperation with our customers beginning at the development phase. This ensures that we deliver exactly what you need right from the start.

几十年来，格耶电子一直是频率产品的领先制造商之一，石英晶体, 振荡器和陶瓷谐振器.

成立于1964，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。

We have been working with GEYER Electronic for many years. In addition to the impeccable quality of the crystals and oscillators, we particularly appreciate the customer and solution-oriented service as well as the possibility of having circuit validations carried out with the Design- and Test Center and receiving corresponding product recommendations. We always receive excellent support from both the Sales and Technical Departments. The long-term availability of the products ensures a stable supply, and the price-performance ratio is optimal. - GEYER Electronic is and remains a reliable partner for us, on whom we will continue to rely in the future.

我们已经与GEYER电子公司合作多年。除了晶体和进口晶体振荡器无可挑剔的质量之外，我们特别欣赏面向客户和解决方案的服务，以及与设计和测试中心一起进行电路验证并接收相应产品建议的可能性。我们总是得到销售和技术部门的大力支持。产品的长期供货保证了稳定的货源，性价比最优。- GEYER Electronic是并且仍然是我们的可靠合作伙伴，我们将在未来继续依赖它。

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？

少量-振荡器是合适的选择
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。

图。1:SMD有源晶体振荡器，尺寸为7x5mm。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）
通过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）。

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。GEYER OSCILLATOR CRYSTAL.

晶体在微控制器中的应用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具有非常大的尺寸，并进行最大限度的测试照顾.

图。3：微控制器的典型外部电路
皮尔斯振荡器配置。

带外部晶体的皮尔斯振荡器（基本模式）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：
 (C1+CS1 ) x (C2+CS2) 

-------------------------     = CL (equation 1)

 (C1+CS1+C2+CS2)   
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。如果晶体被电容器过载，则频率较小比要求的要大（否则会更大）。
皮尔斯振荡器的串联电阻器
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）。
fT = 2 . f0 (equation 2) 

RV = 1 / (2 π fT C2) (equation 3)

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。