晶振振蕩電路中的負(fù)性阻抗：定義、要求與測(cè)試方法

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在晶振振蕩電路中，負(fù)性阻抗（Negative?Resistance，簡(jiǎn)稱-R）是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，它對(duì)于確保晶振能夠穩(wěn)定起振并持續(xù)振蕩起著至關(guān)重要的作用。晶發(fā)電子將詳細(xì)介紹負(fù)性阻抗的定義、振蕩電路對(duì)負(fù)性阻抗的要求以及測(cè)試方法。

一、負(fù)性阻抗的定義

負(fù)性阻抗是指振蕩電路為了提高晶振起振能力而通過(guò)設(shè)計(jì)途徑來(lái)增加的反向補(bǔ)償參數(shù)指標(biāo)。它并不是晶振本身的內(nèi)置參數(shù)，而是振蕩電路的一項(xiàng)重要參數(shù)。在振蕩電路中，負(fù)性阻抗與晶振的等效串聯(lián)電阻（ESR）共同決定了振蕩回路的穩(wěn)定性。

二、振蕩電路對(duì)負(fù)性阻抗的要求

為了獲得穩(wěn)定的振蕩電路，振蕩IC的負(fù)性阻抗（-R）至少需要為晶振的5倍以上，即絕對(duì)值|-R|>5R。這是因?yàn)檎袷庪娐沸枰峁┳銐虻难a(bǔ)償值來(lái)補(bǔ)償晶振振動(dòng)時(shí)的機(jī)械能損失。如果負(fù)性阻抗太小，就無(wú)法有效補(bǔ)償這些損失，從而導(dǎo)致晶振無(wú)法起振或偶爾停振。

舉例來(lái)說(shuō)，如果晶振的阻抗為30Ω，那么振蕩IC的負(fù)性阻抗需要在-150Ω以下的條件下，才能保障振蕩回路的穩(wěn)定性。這個(gè)要求對(duì)于確保晶振在各種工作條件下都能穩(wěn)定振蕩至關(guān)重要。

三、負(fù)性阻抗的測(cè)試方法

為了確保振蕩電路的穩(wěn)定性，需要對(duì)負(fù)性阻抗進(jìn)行測(cè)試。以下是測(cè)試負(fù)性阻抗的步驟：

1. 給晶振頻率輸出端串接一顆可變電阻，并將可變電阻調(diào)至最小值。
2. 給PCBA上電，讓電路正常工作。
3. 調(diào)整可變電阻，將電阻值調(diào)大，直至晶振不起振。
4. 確定晶振不起振后，再將可變電阻調(diào)小，并觀測(cè)晶振波形。
5. 緩慢將可變電阻調(diào)小，直至晶振振蕩波形顯示正常后，關(guān)閉電源。
6. 再打開(kāi)電源，若晶振依舊可以起振，則將此時(shí)的可變電阻上的電阻值與示波器所測(cè)得的晶振自身電阻值相加，得數(shù)即為負(fù)性阻抗值。

通過(guò)以上測(cè)試方法，可以準(zhǔn)確測(cè)量出振蕩電路的負(fù)性阻抗值，從而確保晶振在各種工作條件下都能穩(wěn)定振蕩。這對(duì)于提高數(shù)字電路的穩(wěn)定性和可靠性具有重要意義。