扫频法测量32kHz晶振参数
2018-06-07许剑伟吴琼烟
名师在线 2018年6期
关键词:测量
许剑伟,吴琼烟
(福建省莆田第十中学,福建莆田 351100)
引 言
晶振的负载电容是晶振的重要参数,它影响晶振的频率精度。在时间计时电路中,要求时钟精确,此时必须选择正确的负载电容[1]。因各种原因,我们得到的晶振参数常常不明确,通过本文方法,可简单有效地测得32kHz晶振参数。
一、晶振等效电路
带时间功能的电子产品中,为了省电,一般要求采用低功耗时钟。对于超低功耗的时钟,只能选用100kHz以下的低频晶振。32768Hz(即32kHz)晶振的最大功驱动功率只有1uW,很适合作为时钟。这种晶振属于音叉晶振,其机械振动可转换为电信号。等效电路如图1所示。

图1
晶振等效为电感Ls与电容Cs串联,再与Co并联。
Ls与Cs是晶振的等效电感和等效电容。
r是Ls、Cs的串联谐振损耗电阻。
Co为晶振两个管脚以及封装的寄生电容,32kHz晶振一般为0.8pF至2pF不等。
Co较小,可以用数字电桥测量,测量时需要使用测试座进行测量;也可将测试夹夹在排针上,然后用镊子夹住晶振外壳,再将晶振的两个管脚压在排针上测得。
Cs非常小,Co/Cs一般在400至600。
从晶振两端看进去,存在两个谐振频率。Ls与Cs串联谐振,频率为此频率非常稳定;LsCs与Co并联谐振,频率为显然f与寄生电容C有关,所以f没有f那pops么明确;通过扫频,可以找到这两个频率。
由上述fp与fs公式可得因此C、C的os比值关系为:
晶振要准确谐振在fa=32768Hz,需要接上负载电容CL,等效为Co的值须增加到CL+Co才能谐振在32768Hz。记那么谐振频率fa与Ca关系为易得负载电容选择错误,会导致振荡频率不准确,利用上式绘制fa与Ca的关系曲线如图2所示。……
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