皮尔斯振荡器工作原理与设计参数的确定
本帖最后由 xukun977 于 2019-12-4 19:11 编辑皮尔斯振荡器，非常有意思的地方在于：它是现如今微处理器系统中最常用、最常用的振荡器，虽然用的多，但是网络上、各种书籍中，极少有资料能透彻研究过它。、
也就是说，用的多，知道的少，有点奇怪。
常用的原因是：在数字系统中，反相器唾手可得，几乎是毫无成本可言，外接个晶振和电容就能可靠工作。
本帖最后由 xukun977 于 2019-12-4 19:15 编辑
由于现在论坛上，真正的有兴趣研究电路的非常少（至少经常发言的人中，就很少，不经常发言的有多少就不得而知了），大多数人就想娱乐玩玩而已。
所以我也没必要浪费时间，一点一点码字了，略微提一下 就行了。
研究振荡器可以用负阻的观点，也可以用负反馈的观点，两者有异曲同工之处。
先不要电阻Rs，环路增益用负阻标示为：
可见，电容C1和C2越小，环路增益越大！！！！！
电阻Rs降低环路增益！！！！！！！！！！！
这些信息对调试电路很重要，不知道具体原理，起码要知道元件值往哪个方向调。
本帖最后由 xukun977 于 2019-12-4 19:29 编辑
电阻Rf的确定
大多数处理器电路中都包含了电阻Rf，但有的可能没有，所以第一步要确定所在电路中到底有没有Rf.
如果有相关资料明确指出有无是最省事的了，如果没有相关资料，电容晶振等元件先不要接上去，然后通电测试反相器输入和输出端电压，如果电压是电源电压的一半左右，说明微处理器等电路中有电阻Rf了。如果电压是逻辑高低电平，那就是没有。
电阻Rf的阻值大小，和电路振荡频率有关，规律是振荡频率越高，阻值越低！！！！！！！--------------调试电路，起码要知道这个规律，不然要乱调电阻阻值了。
对于振荡频率为32.768kHz，Rf的范围是10M--15M
1MHz 5M--10M
10MHz 1M--5M
20MHz 470k--5MHz
具体调试方法是：用扫频仪等仪器测试电路的频率响应，然后用个可调电阻代替Rf，然后一眼观察曲线，一手用改锥调节可调电阻阻值，当发现曲线移动了就不要调了（或者多调一点）
电阻Rs的作用和确定
作用有三：一是隔离，二是提供设计自由度，调节驱动电平和环路增益，三是和电容C2构成低通滤波，提供必要的相移。
Rs值的大小，设计起点是让它的阻值等于电容C2的容抗，然后一边调电阻，一边观察频率响应曲线，曲线到达理想位置时停止。
本帖最后由 xukun977 于 2019-12-4 19:51 编辑
我在上一个帖子里说了，目前国内的论坛都发展不起来
人数的比较多的E论坛，几乎全都是奔着现在电子资料去的，下载过资料就跑了。
38论坛是玩仪器的，我以前也跟风，买了个6位半倒腾基准，发现一点意思也没有，起码没发现有什么用，如果是校准仪表，常用的三位半用电压源校准就行了，于是吃灰的6位半就处理掉了。
高精度6位半那个测量速度，能把急性子人搞疯，一点一点跳，等着他稳定。。。
EE论坛从本论坛弄过去几个名人当版主，至今也发展不起来，冷清的不行了，可谓门可罗雀。
隔壁论坛模拟版块6，7年前就废掉了，以前有牛仔站台还有不少人。
ELE论坛新手太多了，高手就很少去了。
所以这些帖子简单说几句就算了，明年我弄个个人网站，然后再一点一点码字。
有原理，有调试，有实测，有仿真，弄详细点。
king5555 发表于 2019-12-4 21:15
Rs是首楼的R2，你用100k，代表您沒实作过。
我在听你*讲。Rs两个作用。一是限制给晶体的功率，以免晶体震 ...
那个标元件值的电路，来源于我以前的帖子，我在以前那个帖子里说了，直接从网上借个原理图过来，省画图了。
关于具体电路如何设计，我多少了解点。就像老王的象棋直播，他也有所保留。
全盘托出的话，有竞争的职业棋手看过就不妙了，相当于知己知彼了。
本帖最后由 xukun977 于 2019-12-5 19:15 编辑
增益裕度/负阻的测量方法：
设计好电路后，电路可以起振了，此时在晶振上串联个可变电阻，然后一边用示波器监视输出波形，一边用改锥慢慢增大可调电阻，直到电路停振，测量出此时的可调电阻值----记为Rx
Rx知道后，负阻也就知道了，你们可以验证一下上面的公式对不对。
好贴，MARK king5555 发表于 2019-12-5 19:45
我在*惜您。转贴丶转载都要核对和过滤，若经常多玭漏，別人会以为您不懂，是多么冤枉的，但事实上你都懂 ...
我哪儿说错了吗？？？错了就明确指出，讨论技术问题，没必要拐弯摸角。
你看的这本书，和我说的，是一个意思，所以我看不出你贴图想证明哪儿有问题的。
你看的这本书：
我说的：
不能简单地认为，和某书上所给的元件值不一样，就是错的。
我上面说，先计算出来个大概起始值，然后用仪器调试，知道观察的曲线符合预期为止。
所以初始值不代表绝对的实际工作值。
本帖最后由 xukun977 于 2019-12-12 18:05 编辑
基于晶体振荡器的关系式推导。
先随便找个以前测量的晶体特性曲线，用来说明关于晶体的一些特性参数：
如上图所示，fs点为串联谐振点，其阻抗特征为纯阻性，大小等于RLC等效晶振原理图中的R。
在fs和fp之间的感性区，称为并联谐振区，电路特征是反馈环路中必须有容性成分。
本帖最后由 xukun977 于 2019-12-12 18:14 编辑
大约2年前，本坛有个高人说我下图标示错了：
他说RC不可能实现90°相位滞后的（教科书上说的，f趋于无穷才能是90，实际上不可能带宽无穷大）
我当时回复他，晶振同志非常大方，稍微偏一点，上面的理想情形就变成现实了，所以晶振同志非常自觉、识大体、顾全他人。
所以，实际电路分析时，照着理想情形分析就行了，晶振同志会自动谦让，满足你所提的理想情形需要。
本帖最后由 xukun977 于 2019-12-12 19:25 编辑
关于负阻模型
负阻模型是把电路分成两部分，一部分是有源器件和外围组成的负阻Rneg(增益)和CT（放大器负载电容）；另一部分是无源网络（损耗）
用复数来标示：
根据巴克豪森判据，要想维持振荡，有
① RLL+Rosc=0
②jXLL+jXosc=0
本帖最后由 xukun977 于 2019-12-20 15:29 编辑
现在根据以上理论，来看一段工程师的“实战经验”
本帖最后由 xukun977 于 2019-12-20 16:12 编辑
来看看有多少问题。
第一个问题：下图说低温停振，这个与匹配电容之间，有直接必然联系吗？
电容越小，负阻越大，但是过小的负载电容，导致trim灵敏度大增：
第二个问题，关于SF，和上面说的这个意思相同，但是电阻位置应该是如下图，而非接在Rs位置处。
实际测量图：
而且这个所谓的安全因子，实际上是增益裕度，增益裕度定义为：
正常设计好的电路，频率的温度稳定性，是几十个ppm，冰箱里温度不过-10°，变化30°左右就直接熄火，说明电路没设计好，或者说所选晶振的ESR过大，增益裕度至少选择3*ESRmax
学习中... 组装，是技术活。
了解深透则可精益求精。 忽然发觉，皮尔斯跟RC相移振荡器的套路有点像，
不同的是 移相网络，皮尔斯的移相网络是 π形LC 电路。 大佬，现在开了自己的网站了吗 ，我想去学习一下 ，我最近要用到这个皮尔斯晶体振荡器
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