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  • 晶振參数校定

    在批量整机測试中,遇到部分样机不出彩或彩条等色彩问题。除了ISP自身寄存器设定与TV Decoder输出周边參数不对。应用电路上的问题大多是晶振频偏所致。

    下面主要介绍晶振网络參数匹配方法与实际校定案例。

    一、关注參数

    (1)常温频偏   ±10PPM         (25℃)

    (2)温度频偏    ±30PPM          (-10~+70℃)

    (3)负载电容    15PF

    (4)谐振电阻    <40Ω        

             晶振最关注的參数是频偏与负载电容,通过负载电容才干确定C109,C110电容取值。

        


    (a)典型电路

             图(a)典型电路中,參数说明例如以下:

    (1)C109,C110为外加负载电容;

    (2)R116为回授电阻,约为200K~1M Ω;
    (3)R117为限流电阻,一般回路不需接此电阻,回路振幅过大可增加,取值约470 Ω~1K Ω;

     

    二、负载电容计算
             CT=(C109*C110)/(C109+C110)
             CL=CT+Cs

             Cs:线路上分布的杂散电容

             CL:负载值。指特定负载频率时的负载电容(pf)

             晶振厂家的《产品规格书》会列出所选晶振的參数,通过已知參数我们能够计算出外加负载电容的取值,通常我们会取C109,C110取同样的值,因此:

    CT=CL-Cs=15p-Cs;

             通常Cs为3~7pF。取经验值5pF,因此求出C109,C110的匹配值为20pF。

             实际值须要每种板子实际測量,正因如此,才有了定标一说,尤其对频率极度敏感的应用电路,正如CCD板机中CVBS复合模拟信号输出。当中调制在亮度信号中的色度是固定频率(3.58Mhz/4.43Mhz)并利用与Reference Color Burst之间的相位差出彩。因此频率失准后。才会出现诸多与颜色相关的问题。

     

     

    三、实际匹配电容调校

    1、负载电容选值:

    (1)选择10pF电容

    1> C109=C110=10pF

    2>标称频率f1 =28.375000Mhz    

    3>实測频率f2 = 28.377137Mhz

    4>频率误差E1=2137Hz

    5>实际频偏等于(E1*10^6)/f1 = +75.3PPM

    (2)选择22pF电容

    1> C109=C110=22pF

    2>标称频率f1 =28.375000Mhz    

    3>实測频率f2 =28.374912Mhz

    4>频率误差E1 =-88Hz

    5>实际频偏等于(E1*10^6)/f1 =-3.1PPM

             由上可知。我们应该将匹配电容加大,以减小实际频率。

    通过多次更换不同电容測试,最总确定使用22pF电容,频偏能满足要求。

             实际使用电容为22pF。依据计算公式。该板机的Cs约为4pF。

     

    2、測量负性阻抗:

             “负性阻抗”是用来评价振荡回路品质(Q)的指标。在某些情况下(老化,温度变化,电压变化…等),振荡回路会失效,回路可能不起振。因此IC 负性阻抗 (Negative resistance ,-R )的确认就变得相对重要。稳定的振荡回路,振荡IC的负性阻抗(-R)至少为晶振阻抗的5倍以上。即|-R| > 5Rr。

             负性阻抗的測量方式例如以下:

    1> 串联电阻R118到Crystal 的输出端(Xout)
    2> 调整R118值,使Crystal 由起振至停止振荡
    3> 当电路由起振至停止振荡时,測量R119值
    4> 得到负性阻抗|-R| = R119+Rr,Rr为晶振的谐振电阻

    注:回路的杂散电容会影响到上述结果的准确性

            通过以上步骤,測量出R119值大于1K。因此满足负性阻抗要求。

             假设实測结果不能满足负性阻抗。则应减小C109电容值。再微调C110。直到满足以上两个条件;假设一定要令C109,C110选值一致。则应当先将R118值调整到大于5R(200R),然后測量是否起振。

    后记:

             板机厂商建议,板机应用方案中,晶振封装规格建议选用SMD49US封装。除了抗跌落性好之外,最重要的是温度频偏低。更适合户外高低温环境应用。

             晶振厂家建议,晶振匹配网络中,R117的位置即使不用,一定要预留。焊接0R电阻;通过该电阻能调整频率幅值。避免因此又一次Layout。

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