
这是一个电力产品的真实案例:一批电量计量产品存在仓库但不在线,而就在南方,潮湿的天气凝结在PCB上,大量32768振动停止。所以今天我们我们将与您分享32768晶体振荡器,我们后面还会提到几个相关案例和注意事项。
图为应时的水晶振动家族。
音叉在图中已经圈出来了!这就是今天要讲的32768晶振的精髓。压电效应、共振、泛音这些基本术语在此不再赘述。如果可以你可以自己问度娘。
音叉不仅仅是一个学名,而是一个真实存在的结构(图中的音叉是被切割的应时)。
看完这个结构,再讲一个案例(32768在生产中损坏)就好理解了。
3768晶体振荡器需要15pF电容吗?说真的,这是一个常见的设计错误,包括网上很多关于32768晶振的问答。
我读书的时候(忽略年龄)也是这么做的:去电子市场买了32768晶振,按别人说的配了15pF 的原理图,并直接使用22pf电容。现在,这只是一个入门级的经验值。
比如32768晶振,也是日本KDS品牌的2*6封装,有两种负载电容:
DT-26 32.768千赫6PF 10PPM
DT-26 32.768kHz 12.5PF 10PPM
负载电容(英文符号CL或CLoad)由两部分组成:一部分是要焊接的材料/实际电容,另一部分是PCB走线和焊盘引起的寄生电容/杂散电容Cstray(一般为2-5pF)。
到目前为止,有些人的疑惑解决了:哦,晶振数据表中的负载电容参数不是我要贴的电容值。
计算公式和图表如下:
你可能会有疑问:我使用的原MCU工厂提供的参考设计并没有根本没有研发和射频。
是啊!那没错!RD在目前流行的MCU中并不多见。有几个MCU或IC 正在使用中。
当振荡波形失真和削波时,可以使用RD(几十到几百K)。
一般来说,1M欧姆用于射频。一般参考IC的数据表,与IC设计/内部驱动有关。
这里问题是:我我见过一些单片机与32768晶体振荡器相连,但没有与负载电容相连。是这样吗?
答案是肯定的,因为一些IC 可配置内部负载电容,如Ti s MSP430x2xxx系列,配有1pF、6pF、10pF和12.5pF四个负载电容
3768晶体振荡器的误差是多少?晶体振荡器的误差以PPM(百万分之一)表示。误差由三部分组成:工厂误差、温度漂移和年老化率。
出厂误差:一般在出厂前经过筛选,控制在一个范围内,比如10PPM;
温度漂移:如图,32768晶振有典型的温度曲线;
年老化率:这个参数很容易被忽略,但它关系到产品的使用寿命。比如射频通信用的是劣质晶振,随时间漂移,几年后可能就不能通信了(尤其是窄带通信)。
这里提到另一个问题,就是上图中负载电容部分使用的两个电容CD和CG。通过微调这两个电容,可以微调晶体振荡器的频率。在要求较高的设计中,一般推荐使用性能最稳定的C0G (EIA标准,美国电气学会)或NP0(美国军用标准MIL)材料。
3768晶振误差怎么补偿?对于时钟要求不高的普通消费电子应用,32768晶体振荡器不需要补偿。有一个例外。随着智能手机的普及,BLE在消费电子产品中得到了广泛的应用,但其32768晶体振荡器需要很好的设计和控制(后面会提到)。
从图片的几个典型值来看,30 PPM每天漂移不到3秒。有必要赔偿吗?
做国网电表的朋友肯定不会这么想,因为标准要求每天时钟误差小于0.5秒。其实这是一个很头疼的问题,因为它要求出厂误差控制在5PPM以内。
一、SoC方案要求主控MCU配备支持纠错和温度采集的RTC模块。TI msp430系列,部分型号有RTC模块,支持写入校准值和温度补偿值。聚全计量MCU和HT6xxx还配有带补偿的RTC模块,如图所示。
二、使用带温度校正的外部晶振模块,如ST的M41TC8025,EPSON的RX-8025T等。
3768用于BLEBLE s的低功耗蓝牙技术,随着iphone4S的普及得到了极大的推动。
BLE低功耗的实现原理:从机大部分时间保持超低功耗休眠,包括关闭射频使用的高频晶振(TI cc254x系列32M,Cypress芯片24M),间歇开启射频握手通信,保持链路正常连接状态。关键是这个时间间隔是由32768晶体振荡器实现的。已经有很多实际案例,如果晶振没有质量控制,很容易出时间问题。
例如,cypress PSoC数据手册支持软件配置来补偿该睡眠时钟:
TI芯片也有类似的机制。
当然,这不是芯片厂自己想出来的;追根溯源,蓝牙的官方规范中有明确的要求和约定。
3768晶体振荡器外壳、设计和生产注意事项a .注意说明书中的精度参数、负载电容、ESR等指标。
b,32768晶振,插件封装。有些人喜欢外壳通过焊接接地。如果手工焊接,烙铁温度过高或焊接时间过长,很容易造成晶振永久性损坏。这也是一个真实的生产案例。
C.文章开头,在这种南方天气潮湿的情况下,晶振区域和相关引脚必须用三防漆保护。
d、塑料外壳的超声波焊接非常容易造成32768晶振的损坏(频率接近,超声波引起晶振中的音叉共振)。这样的真实案例也很多。记住!记住!
E.PCB布局中的晶体振荡器布局和布线。它网上也有,所以我不知道。我不想谈太多。这里只是几个参考设计。
f、晶体振荡器、精密运算放大器等器件经常怕锡膏。原因是什么?焊膏对弱信号有影响。我们也有几个后期测试很差的案例(清洗后板卡工作正常)。
剑桥大学书籍中几个振荡电路的赏析
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