小型化晶振如何進(jìn)行電路設(shè)計(jì)？

你知道嗎？小型化已經(jīng)是電子行業(yè)的一個持續(xù)趨勢。那么，石英晶體尺寸減小會在電路設(shè)計(jì)過程中引起不同的問題。為了幫助解決這些問題，本文重點(diǎn)介紹對縮小石英晶體尺寸時對電路設(shè)計(jì)有什么要注意的。

頻率

晶體的尺寸越小，諧振頻率就越高。對于石英來說，石英毛坯的厚度與諧振頻率成反比關(guān)系。這意味著當(dāng)晶片變薄時，頻率會增加。相反，這意味著需要更厚的空白來獲得更低的頻率。

因此物理上石英晶體（指無源諧振器）在2.0x1.6mm封裝中提供不能低于16MHz的頻率或在1.6x1.2mm封裝中不能提供低于24MHz的頻率。在電路設(shè)計(jì)中，從較大尺寸的石英晶體更換到較小尺寸的石英晶體時需要考慮到這一點(diǎn)。

2016&1612晶振封裝頻率

等效串聯(lián)電阻

較小晶體的另一個特點(diǎn)是等效串聯(lián)電阻(ESR)更高。晶體的ESR取決于幾個參數(shù)，例如頻率、晶體尺寸、電極尺寸和安裝結(jié)構(gòu)。一般規(guī)則，晶體越小，ESR越高。在電路設(shè)計(jì)評估期間，需要考慮ESR以確保可以保證穩(wěn)定的振蕩。穩(wěn)定振蕩的特點(diǎn)是安全系數(shù)為5或更高。安全系數(shù)，通常也稱為負(fù)電阻比，由負(fù)電阻與ESR的比值定義。

安全系數(shù)公式見公式

電路中的負(fù)電阻可以通過添加一個與晶體串聯(lián)的電位器來測量，如圖所示。電位器的電阻需要增加，直到晶體停止振蕩-這個電阻值標(biāo)記為RADDmax。使用RADDmax和晶體的最大ESR可以計(jì)算出負(fù)電阻和安全系數(shù)。

帶RADD的電路圖

如果ESR增加，則安全系數(shù)會降低，就不能再保證晶體的安全振蕩(SF<5)。如果在舊電路設(shè)計(jì)中使用較小的晶體代替較大的晶體，這種現(xiàn)象很容易發(fā)生。

在這種情況下，如何提高安全系數(shù)并保證穩(wěn)定的振蕩呢？最簡單方法是降低Ca和Cb。當(dāng)降低Ca和Cb時，會導(dǎo)致RADD在振蕩停止的點(diǎn)更高，使負(fù)電阻的改善和安全系數(shù)的增加。

這就是為什么較小的晶體通常以較低的負(fù)載電容出售。因此，在考慮從較大晶體更換到較小晶體時，應(yīng)注意它也需要更換電容器。