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为什么在单片机中要使用恒温晶振呢?

作者: 浏览:45 时间:2024-01-12


机器周期对于指令执行非常重要,同时也是单片机定时器和计数器的时间基准。举例来说,如果单片机选择了一个12Mhz的晶体振荡器,那么当定时器增加1时,实际经过的时间就是1微秒,这就是单片机的定时原理。晶体振荡器可以简称为振荡器。用电学术语来说,它等价于一个电容并联电阻的网络或者一个电容串联两端的网络。在电气工程中,这个网络有两个高频谐振点,一个是低频的串联谐振,一个是高频的并联谐振。由于晶体本身的特性,这两个频率之间的距离非常接近。在这个非常窄的频率范围内,晶体振荡器就相当于一个电感,所以只要将恒温晶振的两端与适当的电容并联,就会形成一个并联谐振电路。这个并联谐振电路可以加入负反馈,形成正弦波振荡电路。由于晶体振荡器等效电感的频率范围很窄,即使其他元件的参数变化很大,振荡器的频率变化也不会很大。负载电容的值是晶体振荡器的重要参数之一。通过选择与负载电容值相等的并联电容,就能得到晶体振荡器的标称谐振频率。一般而言,晶体振荡器电路会连接到反向放大器的两端(请注意,放大器并不是反相器),然后每个电容都连接到晶体振荡器的两端,而每个电容的另一端则连接到地。这两个串联电容的容量值应该等于负载电容。
请留意,一般集成电路的引脚有等效的输入电容,不能被忽略。在单片机中,晶振的负载电容一般选用22P或33P的电容。如果同时考虑元件引脚的等效输入电容,使用两个22P电容来构成恒温晶振的振荡电路,则是一个比较好的选择。
这个测试电路能够测量10kHz-100kHz的晶体振荡器。通过连接电阻和电容元件,BG1形成一个多频振荡器。在经过C3、D1和D2的检测后,LED上可以找到底部和顶部的信号。