许多MCU开发人员不了解在MCU晶振两侧将电容器接地的做法,因为有时可以移走该电容器。
作者提到了很多书,但发现书中解释很少。
最常提到的是:对地电容稳定或等于负载电容等,并且没有深入的理论分析。
另一方面,许多发烧友会直接忽略晶体旁边的两个电容器,他们认为只是遵循参考设计。
但是实际上,这是MCU的振荡电路,也称为“三点电容器振荡电路”,如图1所示。
图1:MCU的三点电容器振荡电路。
Y1是晶体,等效于三点型电感。
C1和C2是电容器,而5404和R1是一个NPN晶体管(您可以在高频书中比较三点电容器)振荡电路)。
▼接下来,我将为所有人分析此电路。
首先,5404必须内置一个电阻,否则它将位于饱和截止区域,而不是放大区域,因为R1等效于晶体管的偏置,从而使5404处于放大区域并起作用作为反相器,以实现NPN三极管的功能,NPN三极管也是公共发射极连接中的反相器。
接下来,我将以一种流行的方式来解释这种三点振荡器电路的工作原理。
众所周知,正弦振荡电路的振荡条件是:系统放大倍数大于1,这种条件更容易实现;反之亦然。
但另一方面,相位必须达到360°。
问题在于此阶段:由于5404是逆变器,它已经实现了180°相移,因此只有C1,C2和Y1才需要再次实现180°相移。
碰巧的是,当C1,C2和Y1形成共振时,可以实现180个相移。
实现此目的的最简单方法是使用地面作为参考。
在谐振期间,由于流经C1和C2的电流相同,因此接地在C1和C1处。
在C2之间,因此电压是相反的,从而实现180度相移。
此外,当C1增加时,C2端的振幅增加;当C2减小时,振幅也增大。
有时即使不焊接C1和C2也可以开始振动,但是这种现象不是由不焊接C1和C2的做法引起的,而是由芯片引脚的分布电容引起的,因为C1和C2的电容值不是需要。
这是非常重要的。
▼那么,这两个电容器对振荡稳定性有什么影响?由于5404的电压反馈依赖于C2,因此假设C2太大而反馈电压太低,则此时振荡不稳定。
假设C2太小,反馈电压太高,存储的能量太小,则容易受到外界干扰和辐射。
外面的世界。
C1的角色与C2的角色恰好相反。
在布置电路板时,假设使用双面电路板和较厚的电路板,则分布电容的影响不是很大。
但是,当采用高密度多层板时,必须考虑分布电容,尤其是诸如VCO之类的振荡电路,应考虑更多分布电容。
因此,对于那些用于工业控制的项目,作者建议最好不要使用晶体振荡器,而应直接连接有源晶体振荡器。
很多时候,人们将使用32.768K时钟晶体作为时钟,而不是通过单片机的晶体分频时钟。
许多人不了解原因。
实际上,这与晶体的稳定性有关:频率越高。
对于晶体,Q值通常很难较高,并且频率稳定性相对较差; 32.768K晶体在稳定性等各个方面都具有良好的性能,并且还形成了相对容易提高的行业标准。
还值得一提的是32.768K是16位数据的一半,保留了最高的1位进位标志。
用作内部数字计算处理的计时器也非常方便。
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