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使用集成电路的晶体振荡器

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浏览:- 发布日期:2024-11-26 16:35:57【
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    大多数内置晶体振荡器电路的 IC 都使用 Gated Pierce 设计,其中振荡器围绕单个 CMOS 反相门构建。对于振荡器应用,这通常是一个单反相级,包括一个 P 通道和一个 N 通道增强模式 MOSFET,在数字世界中通常称为无缓冲逆变器(见图 1)。可以使用缓冲逆变器(通常由三个串联的 P-N MOSFET 对组成),但相关的数千个增益将导致成品振荡器可能不太稳定。


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    图 2 显示了一个实用的振荡器电路,包括 Un-Buffered 逆变器、两个电容器、两个电阻器和石英晶体。要了解该振荡器的工作原理,必须将 CMOS 反相门视为具有增益、相位和传播延迟约束的线性放大器,而不是工作在 1 和 0 的逻辑器件。
    图 3 显示了无缓冲 HCMOS 逆变器 74HCU04 的直流传输特性(Vin 与 Vout)和直流偏置点线。在 3.3V 和 1MΩ 的 Rf 下,逆变器的输入和输出电压将为 ~1.65V。现在说这个逆变器在其线性区域是偏置的。输入电压的微小变化将被增益放大,并表现为输出电压的较大变化。


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    图 4 显示了相同 74HCU04 的一组典型的开环增益曲线。在 3.3V 时,逆变器在直流至 2MHz 范围内的增益为 20 (26 dBV),3dB 滚降频率为 8.5MHz,并且增益似乎仍然超过 100MHz。

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