晶振的两种电阻作用：反馈电阻与限流电阻

在晶体的振荡电路中一般会设计两个电阻，一个是跨接在晶振两端，叫做反馈电阻Rf；一个接在IC的输出端，叫做限流电阻RD;同晶体相连旁接的电容称之为负载匹配电容，通过调整容值的大小可以改变振荡电路的频率，而这些波形频率测试就可以观察的到。




1、反馈电阻Rf：
晶体串联的主芯片内部是一个线性运算放大器，将输入进行反向180度输出，晶振处的负载电容提供另外180度的相移，整个环路的相移呈360度，满足振荡的相位条件，同时还要求闭环增益大于等于1，此时晶振才能正常工作。
在实际的产品设计时，晶振部分的电路会有下面2种电路，图1电路中，没有1M的反馈电阻，图2电路中，晶振会并联一个1M的电阻,



反馈电阻的作用，总结3点：
1）配合IC内部电路组成负反馈，移相，使放大器工作在线性区。
2）稳定输出幅度和相位。
3）增加振荡电路稳定性。比如在温度变化时，可以通过调整电阻值来维持振荡频率的稳定。



2、限流电阻RD：
这个电阻的作用是限制IC的驱动能力，并且与Cd组成一个低通滤波器，以确保振荡器的起振点在基频上，而不是在其他高次谐波频率点上(避免3次，5次，7次谐波频率)。如果晶振的功耗超过晶振制造商的给定值，外部电阻Rd是必需的，用以避免晶振被过分驱动。如果晶振的功耗小于晶振制造商的给定值，就不推荐使用Rd，可以预设0Ω。如图3所示




对Rd值的预估可以通过考虑由Rd和Cd的电压分压Rd/Cd实现(注意到Rd和Cd构成了一个分压/滤波器，考虑通带宽度应不小于振荡器频率)，则有Rd的值等于Cd的电抗：



限流电阻的作用，总结3点：
1）抑制EMI。我们可通过调整阻值改善EMI。
2）避免晶振被过分驱动，保护晶振电气性能的稳定性。
3）作为TP点方便波形量测。



最后提醒大家，如果IC部分已含有反馈电阻，那么外部晶振电路无需再加反馈电阻。所以记得认真看IC手册。如果晶振电路不存在过驱问题，那这颗限流电阻也可以省去。