惠源晶工

發(fā)布日期：2024-06-05

晶振能否穩(wěn)定振蕩，主要取決于能量損耗的大小及放大電路的補(bǔ)償能力。在晶振振蕩時(shí)，晶振損耗由晶振等效阻抗的實(shí)部Ｒｅ決定，Ｒｅ代表了晶振串入到振蕩電路中的等效電阻，也被稱為等效串聯(lián)電阻，記作ＥＳＲ。ＥＳＲ數(shù)值越大則晶振在振蕩時(shí)的損耗就越大，就越容易導(dǎo)致晶振振蕩不穩(wěn)定甚至停振，反之ＥＳＲ越小則晶振越容易起振。　晶振ＥＳＲ的具體數(shù)值一般由生產(chǎn)廠家給出，每個(gè)晶振振蕩所允許的ＥＳＲ值都有一個(gè)極限[敏感詞]值，如果超／ｇｍｃ被稱為增益裕量。晶振選型時(shí)，主要依據(jù)生產(chǎn)廠家給出的晶振標(biāo)稱頻率ｆ、ＣＬ、Ｃｏ和ＥＳＲ。首先要使負(fù)載電容ＣＬ達(dá)到廠家規(guī)定的數(shù)值，這樣才能獲得晶振的標(biāo)稱頻率；其次依據(jù)式計(jì)算晶振所要求的反相放大器最小跨度，最后據(jù)實(shí)際電路的反相放大器跨度（一般由其所在集成芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)給出）計(jì)算增益裕量，如果發(fā)現(xiàn)增益裕量低于５，則說(shuō)明所選晶振不利于起振，應(yīng)該選擇ＥＳＲ更小或者ＣＬ更小的晶振，然后再重新判斷是否滿足起振要求。
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵照工程教育專業(yè)認(rèn)證中的ＯＢＥ教學(xué)理念，以學(xué)生為中心，將實(shí)際工程中的Ｐｉｅｒｃｅ晶體振蕩器振蕩設(shè)計(jì)融入實(shí)驗(yàn)，主要從工程教育專業(yè)認(rèn)證提出的“工程知識(shí)”“問(wèn)題分析”和“探究”等３個(gè)方面的畢業(yè)要求入手，著力培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。

該階段主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)并掌握相關(guān)“工程知識(shí)”的能力，具體任務(wù)為：
（１）深入學(xué)習(xí)Ｐｉｅｒｃｅ晶體振蕩器振蕩的工作原理，依據(jù)巴克豪森準(zhǔn)則或負(fù)阻原理分析晶體振蕩器振蕩工作過(guò)程，并分組討論負(fù)載電容對(duì)晶體振蕩器振蕩的影響；

（２）可聯(lián)系中山惠源晶工電子科技有限公司晶振生產(chǎn)廠家周生（微信同號(hào)）給到晶振數(shù)據(jù)手冊(cè)，了解晶振主要參數(shù)及特性；到ＳＴ（意法半導(dǎo)體）公司網(wǎng)站下載ＳＴＭ３２Ｆ１０３微處理器數(shù)據(jù)手冊(cè)，了解該處理器晶振電路參數(shù)，并說(shuō)明如何據(jù)此選擇滿足要求的晶振；

（３）應(yīng)用７４ＨＣ０４Ｕ設(shè)計(jì)一個(gè)８ＭＨｚ的Ｐｉｅｒｃｅ晶體振蕩器振蕩，并給出測(cè)試負(fù)載電容對(duì)晶體振蕩器振蕩性能影響的方法與實(shí)驗(yàn)步驟；（４）分析負(fù)載電容分別為６ｐＦ和１２ｐＦ的３２．７６８ｋＨｚ晶振對(duì)ＳＴＭ３２Ｆ１０３處理器ＬＳＥ時(shí)鐘性能的影響，并設(shè)計(jì)測(cè)試步驟。課上實(shí)驗(yàn)側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生面向工程實(shí)際的“問(wèn)題分析”能力，主要包含以下兩方面內(nèi)容：（１）應(yīng)用７４ＨＣ０４Ｕ等器件，在通信電子電路綜合實(shí)驗(yàn)箱上搭建一個(gè)８ＭＨｚ的Ｐｉｅｒｃｅ晶體振蕩器振蕩電路，調(diào)節(jié)反饋電阻和負(fù)載電容，分別測(cè)試示波器探頭在×１和×１０情況下的輸出波形和晶體振蕩器振蕩頻率，并詳細(xì)記錄波形與頻率變化情況；（２）分別測(cè)量ＳＴＭ３２Ｆ１０３處理器ＬＳＥ時(shí)鐘在３２．７６８ｋＨｚ晶振負(fù)載電容為６ｐＦ和１２ｐＦ的起振時(shí)間和晶體振蕩器振蕩頻率，測(cè)試次數(shù)不少于１０次，每次測(cè)試間隔５ｓ以上時(shí)間，詳細(xì)記錄每次測(cè)量數(shù)據(jù)及出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，特別是“偶發(fā)的”或“反常的”實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
 晶振掌握的工程及理論知識(shí)往往不能充分地解釋或闡明實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，需要學(xué)生在課后針對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題、現(xiàn)象，深入探究實(shí)驗(yàn)表象后面的工程技術(shù)知識(shí)和理論問(wèn)題，并在此基礎(chǔ)上形成具有實(shí)踐意義的指導(dǎo)性原則或方法。