晶振振蕩電路中的負(fù)性阻抗：定義、要求與測試方法

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在晶振振蕩電路中，負(fù)性阻抗（Negative?Resistance，簡稱-R）是一個關(guān)鍵參數(shù)，它對于確保晶振能夠穩(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、振蕩電路對負(fù)性阻抗的要求以及測試方法。

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設(shè)計途徑來增加的反向補(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，即絕對值|-R|>5R。這是因為振蕩電路需要提供足夠的補(bǔ)償值來補(bǔ)償晶振振動時的機(jī)械能損失。如果負(fù)性阻抗太小，就無法有效補(bǔ)償這些損失，從而導(dǎo)致晶振無法起振或偶爾停振。

舉例來說，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。這個要求對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)性阻抗的測試方法

為了確保振蕩電路的穩(wěn)定性，需要對負(fù)性阻抗進(jìn)行測試。以下是測試負(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. 再打開電源，若晶振依舊可以起振，則將此時的可變電阻上的電阻值與示波器所測得的晶振自身電阻值相加，得數(shù)即為負(fù)性阻抗值。

通過以上測試方法，可以準(zhǔn)確測量出振蕩電路的負(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。這對于提高數(shù)字電路的穩(wěn)定性和可靠性具有重要意義。