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Part 01
前言

Part 02
Rext電阻的作用
接觸電鍍損耗:晶振內部的電極一般是銀或金電鍍,會逐漸磨損,導致接觸電阻增加。
頻率漂移:機械應力的增加會改變晶振的諧振特性,頻率會逐漸上升。
早期失效:長期過驅動可能導致晶振徹底失效,無法振蕩。
Rext通過限制反相器輸出的電流,降低晶振的驅動功率。如何確定Rext的阻值呢?晶振的數據手冊通常會指定一個最大驅動功率,比如50uW到200uW。假設晶振的等效串聯電阻(ESR)為50Ω,最大驅動功率為100uW,晶振的最大驅動電流為:

并且反相器的輸出電壓(假設VDD=3.3V)可能遠高于晶振需要的電壓,RExt通過分壓降低晶振兩端的電壓,限制電流。假設我們希望晶振電流不超過1mA,RExt的值可以估算為:

2.提供180度相位移
Rext和CL2一起形成一個低通網絡,為振蕩回路提供額外的相位移。Pierce振蕩器需要總相位移為360度,其中反相器提供180度相位移。晶振和負載電容網絡提供剩余的相位移。Rext和CL2的組合可以微調相位,確保振蕩條件成立,同時限制振蕩幅度,避免信號過強。

Part 03
為什么有的沒有串聯Rext電阻?
并且MCU內部的反相器通常已經針對晶振驅動進行了優化,輸出能力被設計得較為"溫和"。一些芯片會通過內部電路,比如電流源或增益控制限制輸出電流,避免過驅動晶振。這種情況下,外部RExt就顯得多余。具體可以參考MCU的數據手冊。
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