发振回路调查方法相关概论概要.ppt

4.4發振開始時間的測試方法 發振開始時間 = 加上電源後,達到正常波形的90%位置,所量取的時間 發振開始時間 = 發振安定時間 4.5 3倍波發振的測定方法 方法1:以手動方式,將振動子的端子設成短路狀態,並觀察波形上升的情況; 正常—基本波 異常—3 倍波 方法2:使用中的振動子頻率的3 倍數頻率之振動子,並測其負性阻抗 負性阻抗2.0 正常 負性阻抗2.0 異常 迴路自行發振之測試:使用與C0(等價並列容量)相同之部品(通常採用固定式3.0pF電容)來替代振動子,並進行測試。 4.6其他測定方法 頻率偏差、負性阻抗、驅動準位,是本處必要之標準項目 其他測定尚有: 發振振幅準位 發振開始時間 開始電壓,停止電壓 溫度特性 上升/下降時間的特性等等 五、注意點 5.1Rf:回授阻抗 發振形式 回授阻抗值 說明 基本波 1.0MΩ IC、基板的使用會造成阻抗值下降 的情形 因各廠牌IC特性的不同,無回授阻 抗時,亦有可能會發振,使用時應與 IC廠商詳細確認 3倍波 2.7kΩ ~10Ω 音叉型 10Ω 10MΩ, 不影響發振, 10MΩ, 因IC的不同會產生異常 5.2 Rd:限制電阻 主要目的:抑制高調波成分,促使流過水晶的電流減少 使用低頻時,插入的電阻值要較大;使用高頻時,插入的電阻值要較小 迴路方面,在頻率可調變的狀態下(ex.微調電容器,VCXO等), 必須插入限制電阻 KHz帶與MHz帶,所使用之電阻: 使用頻率 發振形式 使用阻抗值 1.0～10MHz 基本波 1.0KΩ～ 4.7KΩ 10～ 20MHz 基本波 560Ω～1.0KΩ 20～ 34MHz 基本波 100Ω～ 560Ω 30～ 50MHz 3倍波 0Ω ～100Ω 音叉型(32.768KHz) 基本波 220KΩ 5.3關於C(水晶兩端的電容) 最主要目:調整發振頻率、負性阻抗、決定驅動準位、發振振幅、發振開始時間等 C平衡度:指C (input 端)與C (output 端)間的電容差異,當差異值在10pF~20pF以上,就會產生平衡度不佳的情況。 C平衡度不佳(特別是input端較小,output端較大時)所會造成的情況: C變大(5pF→10pF),則發振振幅會變大, C變小(10pF→5pF),則發振振幅亦會變小 不發振 另外,需特別注意發振振幅與負性阻抗間的依存關係 5.4 tank 迴路的組成方法 適用頻率帶為40.0MHz以上時 欲達成三倍波發振,除使用Rf外,需在回路上追加LC tank,以控制迴路側在基本波發振,避免異常發振的情況(如圖所示) 組成方法: 1) L1與C1的共振頻率,須設定在使用 頻率的1/3以上 2) C3,與旁路電容具相同效果,需使用 1000pF或0.01uF者 3) LC tank 插入位置:IC的輸入端或 輸出端:---輸入端?可得到較高的負性阻抗,但 驅動準位亦有偏高傾向; ---輸出端?無法得到較高的負性阻抗, 但可壓低驅動準位 L1與C1共振頻率≦1/3使用頻率?可能造成基本波發振 L1與C1共振頻率≧使用頻率?LC振盪可能性偏高 5.5 關於L 發振迴路中使用L時,須確認L本身的自我發振頻率與使用振動子頻率的L值※僅以標示值就使用入迴路時,引起整裝後異常發生的可能性相當高 L值與回路之浮遊容量有關,可能產生自行發振或高調波雜音的情況 線型與積層型的標示值雖相同,但電氣特性、迴路定數差異極大.因此調查回路時,應同時提供L的條件、偏差值數據及偏差值的樣品 建議使用積層型L(在考量數據的偏差值之後)較佳 5.6關於自發性發振頻率 使用振動子组裝成振盪迴路時,必不能有自發性發振頻率存在,避免產生自發性發振頻率的具體的做法有下列兩種(IC方面): 單gate(74HCU04)型 3段反轉器：緩衝器結合型(74HC04) 相較之下,具有緩衝器型者比較容易發生異常現象: 2段,3段之增幅器重疊,在增幅度相當高的情況下,雖僅有微小的信號,仍易產生極大的雜音 較特殊的緩衝器,僅設定以內部阻抗作為分壓功能,因此較易產生不安定,甚至發生啟動不良現象. ※ 回路中要使用L時,務請特別注意. 5.7關於發振頻率偏差 總偏差量=基板偏差量+振動子偏差量(常溫,溫度) (本處之迴路調查報告中,所提及之發振頻率偏差, 是以本處在迴路調查時所使用之振動子來測試的結果.本振動子假定其常溫偏差±0ppm,溫度偏差±0ppm.因此,報告書中所記載之頻率的結果,僅以基板方面的偏差量來表示)。 5.8關於跳頻的現象 易發生於VCXO、微頻調整器等要讓頻率產生變化的迴路中 發生主因:振動