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用反相器和晶振做晶体振荡电路

xjtudll14年前 (2012-08-04)技术心得64810

采用下图所示电路可以实现方波时钟信号输出的功能:

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电路分析:

时钟信号为CMOS电平输出,频率等于晶振的并联谐振频率。

(1) 74HC04在这里相当于一个有很大增益的放大器;

(2) R2是反馈电阻,取值一般≥1MΩ,它可以使反相器在振荡初始时处于线性工作区,不可以省略,否则有时会不能起振。

(3) R1作为驱动电位调整之用,可以防止晶振被过分驱动而工作在高次谐波频率上。

(4) C1、C2为负载电容,实际上是电容三点式电路的分压电容,接地点就是分压点。以接地点即分压点为参考点,输入和输出是反相的,但从并联谐振回路即石英晶体两端来看,形成一个正反馈以保证电路持续振荡。C1、C2会稍微影响振荡频率。

74HC04可以用74AHC04或其它CMOS电平输入的反相器代替,不过不能用TTL电平输入的反相器,因为它的输入阻抗不够大,远小于电路的反馈阻抗。

实际应用:

(1)要处理好R1和R2的值,经试验,太小的R1或太大的R2会有可能导致电路工作在晶振的高次谐振频率上(常见的是3次谐波,10MHz的晶振会产生30MHz的频率输出)。对于10MHz的晶振,采用R1=220Ω、R2=1MΩ可以使电路稳定输出10MHz的方波时钟信号。

(2)C1和C2如果太小的话,晶振有可能不起振。

(3)74HC04中未使用的输入引脚要接地或VCC,以免造成耗电过大。

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