振荡电路评估（二）：振荡裕度（负阻抗）的评估方法

时间： 2016-07-25 来源：Epson

代理服务

技术支持

采购服务

为了获得稳定的振荡，通常情况下石英晶体单元与振荡电路的匹配十分重要。若电路结构与晶体单元的匹配中存在问题，就会产生频率不够稳定、停止起振或振荡不稳定等问题。石英晶体单元与微机一起使用时需要评估振荡电路。确认该石英晶体单元与振荡电路的匹配之际，至少要对振荡频率（频率匹配）、振荡裕度（负阻抗）和激励功率等三项进行评估。我们在上篇中已经说明了有关频率匹配的内容，这次将解说振荡裕度（负阻抗）的评估方法。

在石英晶体单元的 HOT 端子插入阻抗后检测是否起振（测试负阻抗 RN），是评估振荡电路的负阻抗特性与振荡裕度的简单方法。振荡电路的能力可以通过改变插入的阻抗值（损失的大小）进行测试。
图 1 是测试负阻抗的电路图。负阻抗的绝对值等于所插入的阻抗值 r 和石英晶体单元连接负载时的等效阻抗（Re）之和。| RN |= 插入阻抗r＋Re…算式（1）

图1：测试负阻抗的电路图

石英晶体单元连接负载时的等效阻抗（Re）用以下算式（2）求出。R1 是石英晶体单元无负载电容时的等效串联阻抗。

Re=R1 × [１＋ C 0 /CL]^2…算式（2）

使用在上次《振荡电路评估（一）》中所介绍的石英晶体单元常数（R1=33.7Ω、C0=1.11pF、CL=7.8pF），代入上述算式（2）后可算出等效阻抗（Re）为 44Ω。

这时的 R1 是石英晶体单元的实测值，而不是参数值。假设 R1 的最大值是 57Ω，Re 受负载电容的影响而增加到 74Ω，请注意。

插入阻抗测试负阻抗的情景

图 2：插入阻抗测试负阻抗的情景

表 1：基于负阻抗计算振荡裕度（RN/Re）之例

在图 2 的状态下用示波器确认波形。逐渐增大插入的阻抗值 r，寻找不起振的阻抗点。这时忽略因插入阻抗而引起的振荡输出下降和振荡频率的变化，只单纯判定是否起振。

决定负阻抗 RN 之后，计算振荡裕度 RN/Re（如表 1）。

需要注意的是振荡裕度低将引发各种不良现象，例如因电路特性不均而造成的振荡不稳定、不起振或起振时间变长等。

振荡裕度为 5 倍以上时，意味着振荡电路具备激励石英晶体单元的足够能力（增幅度），通常不会发生问题。如果振荡裕度在 5 倍以下，则建议变更振荡电路的电路常数，或者增大负阻抗 RN，或者减小石英晶体单元的等效串联阻抗 Re，使振荡裕度保持在 5 倍以上。

虽然降低微调电容器（Cg、Cd）或限流电阻（Rd）等振荡电路的电路常数可使负阻抗变大，振荡裕度也将随之变大，但需要提醒的是，振荡电路的负载电容随着电路常数的变化而变，这将促使振荡频率也出现变化。欲降低石英晶体单元的等效串联电阻 R1 时，需要向石英晶体生产商提出要求。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 6
| 转发至：

本网站所有内容禁止转载，否则追究法律责任！

全部评论（6）

改变 Lv3. 高级工程师 2018-07-27

不错
多看 Lv7. 资深专家 2018-07-25

精辟
因你而变 Lv4. 资深工程师 2017-11-07

学习一下
luosai Lv8. 研究员 2017-10-28

很全面的资料
用户15764743 Lv3. 高级工程师 2017-10-02

不错，赞！

嗨嗨 Lv7. 资深专家 2017-09-05

学习了

没有更多评论了

石英晶体振荡器与全硅MEMS振荡器的特性比较

石英晶体振荡器更适于高速通信系统中作为基准信号源使用，可有助于构建高可靠性、高稳定的系统。

2016-03-17 - 技术探讨代理服务技术支持采购服务

【经验】晶体振荡器匹配电容计算及其电路介绍

本文介绍了晶体的匹配原理、计算公式、负载电容、引脚等等。

2017-11-28 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

Epson（爱普生） TG-5500CA/TG-5501CA温补晶体振荡器数据手册（详细版）

描述- 本资料介绍了两款高稳定性温度补偿晶体振荡器（TCXO），型号分别为TG-5500CA和TG-5501CA。这些振荡器具有超高的频率稳定性和低相位噪声，适用于10 MHz至50 MHz的频率范围。它们提供CMOS和截断正弦波输出，供电电压为2.7至5.5 V，尺寸小巧，符合欧盟RoHS指令。

型号- X1G003901003400,X1G003901000099,TG-5500CA,TG-5501CA,X1G003901000311,TG-5500,TG-5501,X1G003901000099-30.72M

2016年06月14日 - EPSON - 数据手册 - Ver. 1.03 代理服务技术支持采购服务

【经验】EPSON可编程晶体振荡器SG-8002CA如何进行烧录固定信息

EPSON SG-8002CA系列晶体振荡器，最大的优势是可编程，在电源电压、输出频率范围、输出模式及储存、工作温度范围方面均具有多种选择性。本文主要以SG-8002CA为例介绍可编程晶体振荡器如何进行烧录固定信息。

2022-06-27 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

Epson（爱普生） SPXO SG-310SCF L_50M（Q33310F70062200）详细版数据手册

描述- 本资料为Seiko Epson Corporation生产的SG-310SCF型号石英晶体振荡器的技术规格书。内容包括绝对最大额定值、工作范围、频率特性、引脚分配、电气特性、测试电路、时序图、环境和机械特性、湿度和ESD敏感性、尺寸和标记布局等。

型号- Q33310F70022914,Q33310F70018711,Q33310F70062211,SG-310,Q33310F70058111,Q33310F70055100,Q33310F70051011,SG-310SCF,Q33310F70027511,Q33310F70060700,Q33310F70024100,Q33310F70051511,Q33310F70032111,Q33310F70050300,Q33310F70015711,Q33310F70060000,Q33310F70049000,Q33310F70062200,Q33310F70061214,Q33310F70058100,Q33310F70055111,Q33310F70060711,Q33310F70054811,Q33310F70024111,Q33310F70032100,Q33310F70015700,Q33310F70060011,Q33310F70049011

2016年05月06日 - EPSON - 数据手册代理服务技术支持采购服务

Epson（爱普生）晶体振荡器可编程SG-8002系列数据手册（中文）

描述- Epson Toyocom的SG-8002系列晶体振荡器是一款可编程的晶体振荡器，具备多种型号和规格，适用于不同的应用需求。该系列产品支持1 MHz至125 MHz的频率范围，并提供3.0 V、3.3 V和5.0 V的电源电压选项。产品特性包括低功耗、高频率稳定度和多种封装类型。

型号- Q3309CA30024411,Q3203DBX1XXXX00,Q3309CAX0XXXX00,Q3309CA40004900,Q3321CE40004914,SG-8002CE,Q3323LBXXXXXX00,SG-8002CA,Q3307JC21027200,Q3308JFX1XXXX00,Q3306JA41002411,Q3309CA40003600,Q3307JCX1XXXX00,SG-8002JF,SG-8002JC,SG-8002JA,SG-8002LA,SG-8002LB,SG-8002,Q3323LB41020411,Q3306JAX1XXXX00,SG-8002DC,Q3204DCX1XXXX00,Q3309CA20046312,SG-8002DB,Q3321CEXXXXXX00,Q3306JA41002400

2016年05月06日 - EPSON - 数据手册代理服务技术支持采购服务

SG-3031CMA晶体振荡器（SPXO）

描述- 本资料介绍了SEIKO EPSON生产的汽车用晶振（SPXO）SG-3031CMA。该产品内置32.768 kHz晶体单元，具有无需调整的高效运行能力。适用于娱乐和通信设备、车身电子控制单元（ECU）等汽车电子产品。

型号- X1B000401A00116,SG-3031CMA

2022/2/15 - EPSON - 数据手册代理服务技术支持采购服务

Epson（爱普生） OCXO OG2522CAN 数据手册（中文）

描述- 该资料介绍了OG2522CANHCADDG型号的高精度晶体振荡器（OCXO），包括其主要技术参数和应用领域。资料详细说明了产品的频率稳定性、供电电压、工作温度范围、尺寸和封装类型，并提供了一些关于产品在环境管理体系和质量保证方面的信息。

型号- SG-210SXB,X1G004231000800,OG2522,OG2522CANHCADDG,OG2522CAN15.360000MHZHCADDG

2016年04月28日 - EPSON - 数据手册代理服务技术支持采购服务

【产品】1~125MHz可编程晶体振荡器SG-8002JC、SG-8002JA，3.3V/5.0V＆CMOS和TTL兼容

由EPSON推出的SG-8002JC、SG-8002JA系列为可编程晶体振荡器，具有较低的电流消耗和较高的稳定性，可兼容CMOS和TTL，电源电压具有3.3V和5.0V可选。电源电压为5.0V时可提供1MHz~125MHz的频率（PT/ST、PH/SH），电源电压为3.3V时可提供1MHz~125MHz（PC/SC）和1MHz~66.7MHz（PC/SC）的频率范围可选，可更合理地适用于更多应用场

2018-10-03 - 新产品代理服务技术支持采购服务

SG-615系列和SG-531/SG-51系列晶体振荡器

描述- 本资料介绍了Epson Toyocom公司生产的多种型号的晶体振荡器（Crystal Oscillator），包括SG-615、SG-531和SG-51系列。这些产品具有不同的频率范围、供电电压和工作温度等特性，适用于各种网络环境和消费电子产品。

型号- SG-615,SG-531PCW / SCW,SG-615PTJ,SG-615PCW / SCW,SG-531 SERIES,Q33615XX2XXXX00,SG-531P,SG-51PTJ,SG-51P,SG-531PHW / SHW,SG-531PTJ,SG-615 SERIES,SG -51,Q32531XX2XXXX00,SG-531PTW / STW,SG-531PCG,SG-615P,SG-531SCG,SG-615PTW / STW,SG -531,SG-615PCN,SG-615PHW / SHW,Q32510XX2XXXX00,SG-615SCG,SG-615PCG,SG-51 SERIES

2021/08/04 - EPSON - 数据手册代理服务技术支持采购服务

TG5032CFN/TG5032SFN温补晶体振荡器数据手册

描述- 本资料介绍了两款高稳定性晶体振荡器产品，分别为TG5032CFN和TG5032SFN。这些振荡器具有宽频率范围、低频偏移和高温度范围的特性，适用于小型基站和Stratum 3应用。

型号- X1G004441000099,X1G004571000900,TG5032CAN,TG5032CBN,X1G004441001400,X1G004431000099,X1G005401XXXXXX,X1G005391XXXXXX,TG5032SFN,TG5032SAN,TG5032SBN,TG5032,X1G004431000099-25MHZ,TG5032CFN30.720000MHZCAGNDA,X1G004431000900,TG5032CFN

2017年12月18日 - EPSON - 数据手册代理服务技术支持采购服务

Epson（爱普生）晶体振荡器SG-310SCF（Q33310F700241XX）数据手册

描述- 本资料为SEIKO EPSON生产的SG-310SCF型号石英晶体振荡器的技术规格书。内容包括绝对最大额定值、工作范围、频率特性、端子分配、电气特性、测试电路、时序图、环境和机械特性、尺寸和标记布局等详细信息。

型号- Q33310F70022914,Q33310F70018711,Q33310F70062211,SG-310,Q33310F70058111,Q33310F70055100,Q33310F70051011,SG-310SCF,Q33310F70027511,Q33310F70060700,Q33310F70024100,Q33310F70051511,Q33310F70032111,Q33310F70050300,Q33310F70015711,Q33310F70060000,Q33310F70049000,Q33310F70061214,Q33310F70058100,Q33310F70055111,Q33310F70060711,Q33310F70054811,Q33310F70024111,Q33310F70032100,Q33310F70015700,Q33310F70060011,Q33310F70049011

2016年05月06日 - EPSON - 数据手册代理服务技术支持采购服务

SG-615系列、SG-531/SG-51系列晶体振荡器

描述- 本资料介绍了Epson Toyocom公司的CRYSTAL OSCILLATOR SPXO系列产品，包括SG-615、SG-531和SG-51系列。这些晶体振荡器具有不同的频率范围、供电电压和工作温度等规格，适用于各种网络环境和消费电子产品。

型号- SG-615,SG-51,SG-615PTJ,SG-531PTW,SG-615SCW,Q32531XX1XXXX00,SG-51PH,SG-531STW,SG-615PCW,SG-531 SERIES,SG-615PHW,SG-531P,SG-615STW,SG-531PCW,SG-51PTJ,SG-51P,Q32510XX1XXXX00,SG-531PTJ,SG-615PTW,SG-531SCW,SG-615 SERIES,SG-531PCG,SG-615SHW,SG-615P,SG-615PH,SG-531SCG,SG-615PCN,SG-531PHW,SG-531,SG-531PH,SG-531SHW,SG-615SCG,Q33615XX1XXXX00,SG-615PCG,SG-51 SERIES

2021/07/01 - EPSON - 数据手册代理服务技术支持采购服务查看更多版本

Epson（爱普生）晶体振荡器 SPXO SG-310 系列数据手册（中文）

描述- 该资料介绍了型号为Q33310xx0xxxx00的SPXO晶体振荡器，属于SG-310系列。主要内容包括频率范围、电源电压、电流消耗、功能、外部尺寸规格等详细信息。

型号- SG-310 SDF,Q33310F70022914,Q33310N70002911,Q33310F70062211,Q33310N70002711,SG-310,SG-310SDN,Q33310F70058111,Q33310F70060700,Q33310F70024100,Q33310F70051511,Q33310F70032111,Q33310F70050300,SG-310SEF,SG-310 SDN,SG- 310,Q33310F70049000,SG-310 SEF,SG-310SCN,SG-310SDF,Q33310N70031000,Q33310F70060711,Q33310F70032100,Q33310N70009811,Q33310F70015700,Q33310F70049011,Q33310F70018711,Q33310XX0XXXX00,Q33310N70028800,Q33310FE0025611,Q33310N70029611,Q33310F70055100,Q33310FE0000711,Q33310FD0023511,Q33310F70051011,SG-310SCF,Q33310N70031011,Q33310N70032300,Q33310N70034400,Q33310F70027511,Q33310F70015711,Q33310F70060000,Q33310N70035011,Q33310N70038200,SG-310 SCF,Q33310N70001711,Q33310N70028811,Q33310N70024611,Q33310F70061214,Q33310F70058100,Q33310F70055111,Q33310FE0025800,Q33310N70032311,Q33310F70054811,Q33310F70024111,Q33310N70003611,SG-310 SCN,Q33310F70060011

2016年05月06日 - EPSON - 数据手册代理服务技术支持采购服务

Epson（爱普生）晶体振荡器可编程SG-8002系列数据手册（英文）

描述- 本资料介绍了SG-8002系列晶体振荡器的规格和特性。该系列产品具有可编程频率范围、多种供电电压选项，并支持输出使能或待机功能。资料详细列出了产品的技术参数，包括工作温度、电流消耗、频率容忍度、输出负载条件等。

型号- Q3307JCX2XXXX00,Q3309CA30024411,Q3309CAX0XXXX00,Q3309CA40004900,Q3321CE40004914,SG-8002CE,Q3323LBXXXXXX00,Q3306JAX2XXXX00,Q3204DCX2XXXX00,SG-8002CA,Q3307JC21027200,Q3306JA41002411,Q3309CA40003600,SG-8002JF,SG-8002JC,SG-8002JA,SG-8002LA,SG-8002LB,SG-8002,Q3323LB41020411,SG-8002DC,Q3308JFX2XXXX00,Q3309CA20046312,SG-8002DB,Q3321CEXXXXXX00,Q3306JA41002400,Q3203DBX2XXXX00

2016年05月05日 - EPSON - 数据手册代理服务技术支持采购服务