ZHCAAO3K December   2015  – April 2024 CC1310 , CC1350 , CC2620 , CC2630 , CC2640 , CC2640R2F , CC2640R2F-Q1 , CC2642R-Q1 , CC2650 , CC2662R-Q1

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1振荡器和晶体基础知识
    1. 1.1 振荡器操作
    2. 1.2 石英晶体电气模型
      1. 1.2.1 振荡频率
      2. 1.2.2 等效串联电阻
      3. 1.2.3 驱动电平
      4. 1.2.4 晶体牵引
    3. 1.3 负电阻
    4. 1.4 振荡器的时间常数
  5. 2CC 器件晶体振荡器概述
    1. 2.1 24MHz 和 48MHz 晶体振荡器
    2. 2.2 24MHz 和 48MHz 晶体控制环路
    3. 2.3 32.768kHz 晶体振荡器
  6. 3为 CC 器件选择晶体
    1. 3.1 运行模式
    2. 3.2 频率精度
      1. 3.2.1 24MHz 和 48MHz 晶体
      2. 3.2.2 32.768kHz 晶体
    3. 3.3 负载电容
    4. 3.4 ESR 和启动时间
    5. 3.5 驱动电平和功耗
    6. 3.6 晶体封装尺寸
  7. 4晶体的 PCB 布局
  8. 5测量晶体的振荡幅度
    1. 5.1 测量启动时间来确定 HPMRAMP1_TH 和 XOSC_HF_FAST_START
  9. 6适用于 CC13xx、CC26xx 和 CC23xx 的晶体
  10. 7高性能 BAW 振荡器
  11. 8参考文献
  12. 9修订历史记录

负载电容

晶体振荡器频率取决于晶体的容性负载。晶体数据表中提供了要让振荡具有正确频率,晶体所需的负载电容 CL。总 CL 由负载电容器与布局和封装的寄生电容构成。CL1 和 CL2 与晶体串联。因此,假定 CL1=CL2 时,它们代表的有效负载电容为 CL1/2。连接到晶体的板迹线之间的额外电容将会导致有效 CL 增加。

要使用外部电容器来获取正确的频率,意味着必须将内部电容设置为最小值。例如,应用可以使用约为 2pF 的近似最小片上电容和 7pF 的片外电容来为晶体提供 9pF 的 CL表 3-1 显示了以这种方式使用外部电容器时,频率相对于温度的稳定性会比使用内部电容器时略微变差。当相对于射频载波频率的偏移为两倍晶体频率时,一些 Sub-1GHz 的用户可能需要使用外部负载电容器来减少杂散。

表 3-1 使用外部电容器会导致温度范围内的频率稳定性变差
9pF 内部 CL最小内部 CL/外部 CL
频率变化(–40°C 至 +90°C)由晶体设置由晶体 + 5ppm 设置
电压精度 (ppm/V)6.99

下面介绍了具有不同 CL 值的晶体的相对优势。

具有较低 CL 的劣势如下所示:

  • CL < 7pF 的晶体在较短的交货周期内更难买到。
  • CL 越小,频率对电路板电容的变化就越敏感。可在 CL 低至 3pF 的条件下达到频率稳定性规格。
  • 减少 CL 会导致射频相位噪声性能下降。

较低 CL 带来的优势如下所示:

  • 较低的 CL 会导致启动时间显著增加。(启动时间与 CL2 成反比。)
  • 较低的 CL 会导致振幅控制环路响应时间变短。
  • 较低的 CL 使得更容易采用小尺寸晶体(2.0 × 1.6 等等)并保持启动时间等于或小于 400µs。采用较小晶体时,由于 LM 增加,启动时间性能会变差。

内部负载电容对高频晶体的频率与温度关系曲线形状无显著影响。这可以通过查看以下两个图来看出。图 3-2 展示了使用 13 个不同但紧密排列的负载电容时的晶体频率与温度曲线。每个不同的负载电容都会造成曲线上下起伏,但并没有改变曲线的整体形状。这可以通过去掉每个曲线的偏移来看出,如图 3-3 中所示。

GUID-351E6E95-C590-4641-A9BE-43617A4DE603-low.png图 3-2 在 13 个很接近的负载电容值条件下,高频晶体的频率与温度曲线
GUID-2570FF6E-939F-498B-93AF-E0B38EA8E5A3-low.png图 3-3 去除频率与温度曲线的偏移

图 3-3 所示为内部负载电容的变化并未影响频率与温度曲线的形状。这表示内部负载电容对这个曲线影响极小。

CC13xx/CC26xx 硬件配置和 PCB 设计注意事项 中讨论了一种更改晶体片上负载电容的方法。