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振蕩裕量

振蕩裕量是指振蕩停止的裕量，這是振蕩電路中最重要的術語。

該裕量是以晶體諧振器電阻為基礎的比值，表明振蕩電路放大能力的大小。

理論上來說，在裕量大于或等于1時，振蕩電路可以運行。但是，在振蕩裕量接近1時，由于振蕩啟動時間過長等原因，模塊運行可能會失敗。可以通過增加振蕩裕量來解決此類問題。

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測量-計算

振蕩裕量可以使用如下方法計算振蕩裕量:

振蕩裕量 [倍] = |-R|/R1spec

其中：

• |-R|: 負阻
• R1spec: 規范中規定的晶體諧振器等效串聯電阻超大值。

請參考晶體諧振器目錄或數據表中的R1 spec值。可以測量實際振蕩電路的負阻。最好使振蕩裕量大于或等于5倍。

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測量-方法

1. 測量要求

• PCB
• 晶體諧振器 (具有等效電路常數數據)
• 電阻 (SMD)
• 測量儀器 (示波器、頻率計數器或是其它可以觀察振蕩的儀器)

常規振蕩電路 : 通常由C-MOS逆變器 (包括MCU) 、反饋電阻 (通常包括MCU) 、阻尼電阻、外部負載電容和晶體諧振器組成。

2. 將電阻串聯到晶體諧振器上，并檢查振蕩電路是否工作。

在測量負阻時，將電阻串聯到晶體諧振器上。這個串聯電阻并不在實際中使用。

3. 如果2) 證實有振蕩，就增大電阻。如果沒有振蕩，就減小電阻。
4. 找出超大電阻 (=Rs_max) ，即振蕩停止前的電阻。
5. 用Rs_max測量振蕩頻率。
6. 通過以下公式計算有效電阻RL

其中：

• R1、L1、C1和C0是等效電路常數
• fr是石英晶體響應頻率

7. 通過以下公式計算負阻|-R|:

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測量-簡單方法

我們可以用簡單方法來查看一下振蕩裕量是否超過5倍：

• 準備一個晶體諧振器等效串聯電阻額定電阻5倍的電阻器。
• 將準備好的電阻器串聯到晶體諧振器上。
• 檢查振蕩電路是否正常工作。

判斷：

• 振蕩電路是否正常工作，也就是振蕩停止裕量大于等于5倍。
• 如果振蕩電路不工作，振蕩停止裕量可能小于5倍。
• 在振蕩停止裕量小于5倍時，最好減小阻尼電阻或是外部負載電阻。

例如，針對下列電路需確定振蕩裕量是否超過5，可以用這種簡單方法做判斷：

• 在這種情況下，等效串聯電阻的額定值是100ohm。
• 在晶體諧振器上串聯510ohm電阻。
• 在此條件下，檢查電路是否能保持振蕩。
• 如果振蕩可以啟動并持續，那么這個電路的振蕩裕量就超過了5倍。

振蕩電路: 測量負阻 (簡單方法)

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判斷

請使用振蕩裕量大于5倍的振蕩電路。

在實際使用中，從理論上來說，如果振蕩裕量大于或等于1倍，應通過振蕩電路是否工作來考慮振蕩裕量的變化。

如果振蕩裕量較低，很可能會出現振蕩故障。因此，最好檢查一下振蕩裕量，并考慮電路條件，以保持足夠的振蕩裕量。

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注意

1. 影響振蕩裕量的不僅是晶體諧振器特性，還有組成振蕩電路的元件 (MCU、電容器和電阻器) 。因此，在使用MCU組裝模塊時，盡量檢查一下振蕩裕量。
2. 盡量對串聯的電阻器進行評估。請不要在實際使用中使用此類電阻器。
3. 盡量檢查模塊的功能。振蕩電路的頻移很可能會造成模塊無法正確工作。
4. 在測量中應當使用夾具和插座，但是它們的雜散會對振蕩裕量產生影響。