晶振在电子设备中的作用是什么?

在无源晶振电路中,并联电阻起着至关重要的作用。无源晶振本身不能自行产生振荡,因此需要借助外部电路来实现。并联在晶振两端的电阻,通常称为负载电阻,对电路的稳定性和振荡性能有着重要影响。

晶振电路的核心是皮尔斯振荡器,它由一个放大器、一个晶体谐振器以及两个电容组成。在某些设计中,放大器可能集成在微控制器内部,但外部往往需要添加一个并联反馈电阻来完善电路。

这个并联电阻的主要作用包括:

1. 稳定振荡:通过提供适当的负载,并联电阻有助于确保晶振能够在稳定的条件下工作,从而提供更为稳定的时钟信号。

2. 启动振荡:并联电阻降低了谐振电路的阻抗,使得电路更容易启动振荡。

3. 温度补偿:并联电阻有助于减少由于温度变化引起的频率漂移,提高电路的稳定性和可靠性。

4. 工作点优化:并联电阻确保了微控制器内部逆变器(施密特触发器)工作在其线性区域,避免了晶体管工作在饱和或截止状态,确保了信号的正反馈。

5. 防止振荡失败:在不同的温度和环境条件下,振荡电路的阻抗会发生变化。合适的并联电阻值可以防止振荡器在极端条件下无法启动或停止振荡。

选择合适的并联电阻值对于确保电路的稳定性和精确度至关重要。电阻的尺寸会影响晶振的频率,因此设计时需要根据具体的应用场景和要求来计算和选择最佳的电阻值。通常,制造商会提供相关的参数和计算方法,帮助设计者确定合适的电阻值。

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