皮爾斯晶振電路的參數計算
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今天看一下皮爾斯晶振電路，就長下面這個樣子。
皮爾斯晶振電路
來看一下電路參數作用及如何計算，幫助更好地設計MCU的晶振電路。
： 晶振內部反饋電阻，它的作用是使反向器作為放大器工作，并接在Vin和Vout上，使放大器的Vout = Vin，從而強制它運行在線性區內。
不同的晶振，反饋電阻不一樣，如下ST給出了對應的范圍。
不同頻率晶振反饋電阻的范圍
這個參數我們可以不用管。
： 內部的反相器，作為放大器來用。
： 晶振/晶體。
： 雜散電容，晶振的兩個腳與PCB線路的雜散電容，一般在2~7pF之間。
、： 匹配電容，我們需要計算的，公式如下：
： 晶振的負載電容，芯片的數據手冊上一般會給出。
假設，，那：，則：。
： 外接電阻，這個電阻用來限制晶體的驅動功率，當晶體的功率耗散大于制造商的指定值，則要加，避免晶體被過驅動，當晶體上的功率耗散小于制造商的指定值，則不需要加，或者為0歐姆。
下面這個公式，反應了和的關系。
： 是晶體的最大驅動功率。
： 晶體的等效串聯電阻。
和參數可以在晶振的規格書中找到。
是流過晶振電流的有效值（均方根），用表示，即：
流過晶振電流的峰峰值，用表示，等于有效值的倍，即：
我們再用示波器測量出晶振的驅動電流，這個值超過時，就需要加了。
用示波器測試晶振的驅動電流
當確定了需要加，如何計算呢？
和構成低通濾波器
如上圖，和其實構成了一個低通濾波器，通帶頻率不能小于諧振頻率，即可算出初始值。
π算出后，還要再計算一下晶振的增益余量，增益余量用表示，增益裕量值為5是保證振蕩器有效起振的最小值。
： 是晶振的跨導，在芯片的規格書中可以看到這個參數。
： 是的臨界值，有一個公式：
和都是已知的，可以算出增益余量，有的規格書會直接給出這個參數。
電路加了后，的公式里面需要加上，變為：
需要重新計算增益余量，看是否達到要求。
上面公式中的一些參數都可以在晶振的規格書中找到。
晶振規格書里面的一些參數
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