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Part 01
前言
Part 02
Rext电阻的作用
接触电镀损耗:晶振内部的电极一般是银或金电镀,会逐渐磨损,导致接触电阻增加。
频率漂移:机械应力的增加会改变晶振的谐振特性,频率会逐渐上升。
早期失效:长期过驱动可能导致晶振彻底失效,无法振荡。
Rext通过限制反相器输出的电流,降低晶振的驱动功率。如何确定Rext的阻值呢?晶振的数据手册通常会指定一个最大驱动功率,比如50uW到200uW。假设晶振的等效串联电阻(ESR)为50Ω,最大驱动功率为100uW,晶振的最大驱动电流为:
并且反相器的输出电压(假设VDD=3.3V)可能远高于晶振需要的电压,RExt通过分压降低晶振两端的电压,限制电流。假设我们希望晶振电流不超过1mA,RExt的值可以估算为:
2.提供180度相位移
Rext和CL2一起形成一个低通网络,为振荡回路提供额外的相位移。Pierce振荡器需要总相位移为360度,其中反相器提供180度相位移。晶振和负载电容网络提供剩余的相位移。Rext和CL2的组合可以微调相位,确保振荡条件成立,同时限制振荡幅度,避免信号过强。
Part 03
为什么有的没有串联Rext电阻?
并且MCU内部的反相器通常已经针对晶振驱动进行了优化,输出能力被设计得较为"温和"。一些芯片会通过内部电路,比如电流源或增益控制限制输出电流,避免过驱动晶振。这种情况下,外部RExt就显得多余。具体可以参考MCU的数据手册。
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