晶振參數校定
在批量整機測試中,遇到部分樣機不出彩或彩條等色彩問題。除了ISP自身寄存器設定與TV Decoder輸出周邊參數不對。應用電路上的問題大多是晶振頻偏所致。
下面主要介紹晶振網絡參數匹配方法與實際校定案例。
一、關註參數
(1)常溫頻偏 ±10PPM (25℃)
(2)溫度頻偏 ±30PPM (-10~+70℃)
(3)負載電容 15PF
(4)諧振電阻 <40Ω
晶振最關註的參數是頻偏與負載電容,通過負載電容才幹確定C109,C110電容取值。
(a)典型電路
圖(a)典型電路中,參數說明例如以下:
(1)C109,C110為外加負載電容;
(2)R116為回授電阻,約為200K~1M Ω;
(3)R117為限流電阻,一般回路不需接此電阻,回路振幅過大可增加,取值約470 Ω~1K Ω;
二、負載電容計算
CT=(C109*C110)/(C109+C110)
CL=CT+Cs
Cs:線路上分布的雜散電容
CL:負載值。指特定負載頻率時的負載電容(pf)
晶振廠家的《產品規格書》會列出所選晶振的參數,通過已知參數我們能夠計算出外加負載電容的取值,通常我們會取C109,C110取同樣的值,因此:
CT=CL-Cs=15p-Cs;
通常Cs為3~7pF。取經驗值5pF,因此求出C109,C110的匹配值為20pF。
實際值須要每種板子實際測量,正因如此,才有了定標一說,尤其對頻率極度敏感的應用電路,正如CCD板機中CVBS復合模擬信號輸出。當中調制在亮度信號中的色度是固定頻率(3.58Mhz/4.43Mhz)並利用與Reference Color Burst之間的相位差出彩。因此頻率失準後。才會出現諸多與顏色相關的問題。
三、實際匹配電容調校
1、負載電容選值:
(1)選擇10pF電容
1> C109=C110=10pF
2>標稱頻率f1 =28.375000Mhz
3>實測頻率f2 = 28.377137Mhz
4>頻率誤差E1=2137Hz
5>實際頻偏等於(E1*10^6)/f1 = +75.3PPM
(2)選擇22pF電容
1> C109=C110=22pF
2>標稱頻率f1 =28.375000Mhz
3>實測頻率f2 =28.374912Mhz
4>頻率誤差E1 =-88Hz
5>實際頻偏等於(E1*10^6)/f1 =-3.1PPM
由上可知。我們應該將匹配電容加大,以減小實際頻率。
通過多次更換不同電容測試,最總確定使用22pF電容,頻偏能滿足要求。
實際使用電容為22pF。依據計算公式。該板機的Cs約為4pF。
2、測量負性阻抗:
“負性阻抗”是用來評價振蕩回路品質(Q)的指標。在某些情況下(老化,溫度變化,電壓變化…等),振蕩回路會失效,回路可能不起振。因此IC 負性阻抗 (Negative resistance ,-R )的確認就變得相對重要。穩定的振蕩回路,振蕩IC的負性阻抗(-R)至少為晶振阻抗的5倍以上。即|-R| > 5Rr。
負性阻抗的測量方式例如以下:
1> 串聯電阻R118到Crystal 的輸出端(Xout)
2> 調整R118值,使Crystal 由起振至停止振蕩
3> 當電路由起振至停止振蕩時,測量R119值
4> 得到負性阻抗|-R| = R119+Rr,Rr為晶振的諧振電阻
註:回路的雜散電容會影響到上述結果的準確性
通過以上步驟,測量出R119值大於1K。因此滿足負性阻抗要求。
假設實測結果不能滿足負性阻抗。則應減小C109電容值。再微調C110。直到滿足以上兩個條件;假設一定要令C109,C110選值一致。則應當先將R118值調整到大於5R(200R),然後測量是否起振。
後記:
板機廠商建議,板機應用方案中,晶振封裝規格建議選用SMD或49US封裝。除了抗跌落性好之外,最重要的是溫度頻偏低。更適合戶外高低溫環境應用。
晶振廠家建議,晶振匹配網絡中,R117的位置即使不用,一定要預留。焊接0R電阻;通過該電阻能調整頻率幅值。避免因此又一次Layout。
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