石英晶體振蕩線路誤差來源及其回路分析

振蕩線路回路分析的目的：

　　一個晶體振蕩電路必然會存在一定范圍的誤差，問題是如何了解這個誤差范圍，并將誤差值控制在最小的范圍以內。

　　振蕩電路主要有三種誤差來源：

　　第一種：石英晶體單元本身就存在有不同的精度（也就是容許誤差）。

　　第二種：誤差來源是石英晶體的溫度特性，也就是頻率隨溫度變化會出現偏差的現象。

　　圖1：石英晶體頻率—溫度特性曲線

　　第三種：誤差來源來自振蕩電路上的外圍元器件配置，這些組件包括石英晶體、半導體IC、外圍電阻/電容，以及PCB走線。

　　進行振蕩電路回路分析的目的，就是為了檢視石英晶體在整個振蕩電路中是否得到理想的匹配。透過回路分析，研發人員可以在電路設計階段就了解石英晶體振蕩電路的匹配狀況，避免在量產后才發生問題，因為再更改設計很不容易。

　　回路分析要點

　　振蕩電路回路分析包含三個基本的面向，介紹如下：

　　1.頻率容許誤差（Frequency Tolerance）的量測：

　　頻偏誤差的計算公式如下：

　　頻偏誤差=（量測頻率值–中心頻率值）/中心頻率值x 1，000，000（得出的單位為ppm）。

　　2. 驅動功率（D.L.，Driver Level）：

　　計算公式為： P （uW）= I^2 x Re

　　3. 負性阻抗（也稱為起振余量）：-R

負性阻抗代表振蕩線路的起振余量狀況，也就是這個電路的健康度，即石英晶體在驅動下容不容易被起振。負性阻抗的判斷基本值是石英晶體最大ESR值的3~5倍。