关于Rf反馈电阻在晶振皮尔斯振荡器电路中的作用,解释如下:
- 晶体谐振器起振原理:
芯片内部电路与外部晶振和匹配电容组成皮尔斯振荡器电路。
- 皮尔斯振荡器电路构成:
一个反相器、一个电阻、晶体谐振器、两个匹配电容
- 皮尔斯振荡电路稳定性需求条件:
1、在所需的振荡频率下,环路增益之积必须等于或大于1。
2、环路周围的相移必须为零或 2π(360°) 的任何整数倍。
如果 U1 提供 -180° 相移,则其余外部组件需要额外的 -180° 才能满足标准。,相移将自动调整为围绕环路精确的 360°,以保持振荡。
如果 U1 提供 -185° 相移,则其余组件将在正常工作的设计中自动提供 -175° 相移。
Rf反馈电阻的作用
Rf是反馈电阻,它使反相器U1工作在线性放大区。反馈电阻连接在 U1的Vin 和 Vout 之间,以便将放大器偏置在 Vout = Vin 并迫使其在线性区域,即下图中阴影区域内。
实际上反相器电路中许多电路不加这个电阻也能起振,因为一般的电路都有扰动信号,但有个别的反相门电路不加这个电阻就不能起振,因为扰动信号强度不够。在低温环境下振荡电路阻抗也会发生变化,当阻抗增加到一定程度时,晶振就会发生起振困难或不起振现象。
如果您的产品出现了低温情况晶振不起振或者低温时MCU运行不正常的情况(有的芯片外部振荡电路不起振时可能会自动切换为内部晶振)。这时,我们就需要检查Rf电阻是否正确。现在许多芯片的反馈电阻Rf已经集成到芯片内部,可通过芯片手册查询Rf反馈电阻相关信息,如STM32的晶振电路图如下:
如果查询失败,在未连接外部元件(C1、C2 和 X1)的情况下,请尝试测量反相器的输入和输出的电压:
如果芯片内部集成了反馈电阻,那么测量的输入和输出引脚的电压将在 Vcc/2 左右;
如果芯片内部没有集成反馈电阻,则反相器将被锁存,输入和输出将处于逻辑“1”或逻辑“0”状态;即图中的非阴影区域。