石英晶體諧振器有哪些功能?

　　石英晶體諧振器在應(yīng)用中的具體作用，微控制器的時(shí)鐘源可分為兩類：基于機(jī)械諧振器件的時(shí)鐘源，如石英晶體諧振器和陶瓷諧振儲(chǔ)能電路;電阻、電容振蕩器。一種是皮爾斯振蕩器配置，適用于石英晶體諧振器和陶瓷諧振回路。另一種是簡(jiǎn)單的分立RC振蕩器?；谑⒕w諧振器和陶瓷諧振回路的振蕩器通?？梢蕴峁┓浅８叩某跏季群偷蜏囟认禂?shù)。RC振蕩器可以快速啟動(dòng)，成本相對(duì)較低，但在整個(gè)溫度和工作電源電壓范圍內(nèi)，其精度通常較差，在標(biāo)稱輸出頻率的5%至50%之間變化。然而，其性能受環(huán)境條件和電路元件選擇的影響。振蕩器電路的元器件選擇和電路板布局應(yīng)引起重視。使用時(shí)，陶瓷諧振回路和相應(yīng)的負(fù)載電容根據(jù)具體的邏輯系列進(jìn)行優(yōu)化。高Q值石英晶體諧振器對(duì)放大器的選擇不敏感，但過驅(qū)時(shí)容易產(chǎn)生頻率漂移(甚至損壞)。

　　影響石英晶體諧振器工作的環(huán)境因素有電磁干擾(EMI)、機(jī)械沖擊和沖擊、濕度和溫度。這些因素會(huì)增加輸出頻率的變化，增加不穩(wěn)定性，在某些情況下，會(huì)導(dǎo)致振蕩器停止振動(dòng)。使用振蕩器模塊可以避免上述大多數(shù)問題。這些模塊都有自己的振蕩器，提供低阻方波輸出，能夠保證一定條件下的工作。常用的兩種類型是石英晶體諧振器模塊和集成RC振蕩器(硅振蕩器)。石英晶體諧振器模塊提供與分立石英晶體諧振器相同的精度。硅振蕩器的精度高于分立RC振蕩器，在大多數(shù)情況下可以提供與陶瓷諧振電路相同的精度。

　　選擇石英晶體諧振器時(shí)也應(yīng)考慮功耗。分立振蕩器的功耗主要由反饋放大器的電源電流和電路的內(nèi)部電容決定。CMOS放大器的功耗與工作頻率成正比，可以用功耗電容值來表示。比如HC04逆變門電路的功耗電容為90pF。在4MHz和5V電源下工作時(shí)，相當(dāng)于1.8mA電源電流。采用20pF晶體負(fù)載電容，整個(gè)電源電流為2.2mA，陶瓷諧振儲(chǔ)能電路一般負(fù)載電容較大，對(duì)應(yīng)需要的電流也較多。相比之下，晶振模塊一般需要10mA ~60mA的電源電流。硅振蕩器的電源電流取決于其類型和功能，范圍可以從幾微安的低頻(固定)器件到幾毫安的可編程器件。像MAX7375這樣的低功耗硅振蕩器，在4MHz工作時(shí)只需要不到2mA的電流。在特定應(yīng)用中優(yōu)化時(shí)鐘源需要綜合考慮以下因素：精度、成本、功耗和環(huán)境要求。