[参考译文] TMS320F28335-Q1：与外部晶体接口电路相关

您好 Krishna、

只需使用串联阻尼电阻 (RD) 即可确保晶体不会过驱动、从而防止晶体长期损坏或降级。  要确定是否需要 RD、需要推断传递给晶体的功率、这可以是 ESR*(IRMS)^2 的形式。  要确定流经晶体的 RMS 电流、您可以使用差分有源探头测量已与晶体串联的 1K Ω 电阻器上的差分电压（有源探头具有非常低的寄生阻抗，并且不会影响晶体电路中的整体阻抗，普通示波器探头不会这样做）。  电阻器上的波形为正弦波形、因此、一旦确定电阻器两端的峰值差分电压、只需将电阻除以项 1kohm/(Vpeak*0.707) 的商即可得出 Irms。  然后、您可以使用等式 ESR*(IRMS)^2 计算晶体吸收的功率。  如果结果超过了每个规格的晶体驱动电平 (DL)、您需要调整 1K 电阻。  如果功率过低、也可以降低电阻值、以确保始终正常启动。

通常、此表征是在晶体供应商处执行的、因为他们拥有使用电路板完全表征晶体的设备、但如果您可以使用差分有源探头、则可以按照上述步骤操作。

此致、

Joseph

您好、Krishna：

) 对于这款 TI 微控制器、是否必须在“X1 引脚和晶振“或“X2 引脚和晶振“之间放置一个 1k Ω 的串联阻尼电阻？

JC：需要将串联阻尼电阻放置到 X2（XTAL OUT 引脚）。  皮尔斯晶体振荡器电路的 X1 侧是高阻抗路径。  在 X1 上添加串联电阻将无法有效抑制 DL 到晶体。

2) 如果它必须放置在 X2 引脚侧、那么它如何工作、因为我放置在 X1 引脚侧？

JC:见上文。  您现在拥有的串联电阻将无法有效抑制晶体的功率。

3) 内部的 TI 微控制器中是否已经存在串联阻尼电阻？

JC：否、微控制器内部没有串联阻尼电阻器

4) TI 微控制器端的最大驱动电流是多少。 它将在 X1 和 X2 行上传递多少电流？

JC：微控制器能够为外部晶体驱动高达 1mW 的功率

此致、

Joseph

尊敬的 Joseph：

非常感谢。 我明白了。 我还有一个问题。 如上所述、  

Crystal details & My Circuit 我实施了什么：  

a.最大驱动电平为 100uW、  

B. CL = 12pF、  

C. C1、C2=18pF、方法是考虑 3pF 的杂散电容。

d.我想考虑降额应力因子：晶体功耗<= 25%。 因此、通过在 X2 线路上放置串联阻尼电阻、我应限制为 25W。

e.设计中微控制器和晶振的工作温度：–40°C 至 125°C。

问题 1：那么、有多少串联阻尼电阻可以将晶体功耗限制在最大 25uW？ （22 欧姆至 100 欧姆 — 考虑到我的设备工作温度–40 至 71°C，哪一个是最佳值）？

您好、Krishna：

请参阅我之前的答复、了解如何确定提供给外部晶体的功率：

只需使用串联阻尼电阻器 (RD) 即可确保晶体不会过驱动、从而避免晶体长期损坏或降级。  要确定是否需要 RD、需要推断传递给晶体的功率、这可以是 ESR*(IRMS)^2 的形式。  要确定流经晶体的 RMS 电流、您可以使用差分有源探头测量已与晶体串联的 1K Ω 电阻器上的差分电压（有源探头具有非常低的寄生阻抗，并且不会影响晶体电路中的整体阻抗，普通示波器探头不会这样做）。  电阻器上的波形为正弦波形、因此、一旦确定电阻器两端的峰值差分电压、只需将电阻除以项 1kohm/(Vpeak*0.707) 的商即可得出 Irms。  然后、您可以使用等式 ESR*(IRMS)^2 计算晶体吸收的功率。  如果结果超过了每个规格的晶体驱动电平 (DL)、您需要调整 1K 电阻。  如果功率过低、您也可以降低电阻值、以确保始终正常启动。

此致、

Joseph

尊敬的 Joseph：

我理解了您所说的内容、我通过文献来计算串联阻尼电阻。

正如我在上述所有邮件中所说的、电阻我放置在 X1 线路上、而不是 X2 线路上。 您阐明了这不能用于降低晶体驱动电平、因为在 X1 线路上是高阻抗线路。  

与我一起使用的现有 PCB 是工程部门。 现在、我将使用此更新构建最终的 PCB（X2 线路上的串联阻尼电阻器）。

我理论上已经计算出串联电阻。 我在我的前言回复中提到的晶体细节。 大约 470 - 670 欧姆。

但是、该电阻器（470Ω 至 670 Ω）和 CL1 (16pF 至 18pF) 的作用类似于低通滤波器、该截止频率将出现在 2MHz 附近。 因此、它会将晶体引脚上的 X2 输出减小至电压的一半。

因此、我想请 TI 团队建议 串联电阻的值可以很好（因为我们对 TI 微控制器的内部晶体振荡器一无所知。 所以,请提出建议  

您好、Krishna：

使用 470 Ω 至 670 Ω 串联电阻器时、您会观察到 2MHz 偏离 22.1184MHz 的预期晶体输出、从而将其降至 20.1184MHz？  这是一个很大的转变。  似乎负载电容和其他元件（串联电阻）正在修改预期晶体的谐振频率。  如果移除阻尼电阻或连接到电路板中晶体的任何串联电阻、频率是否会回到 22.1184MHz 的目标值？

此致、

Joseph

您好、Joseph：

很抱歉耽误你的时间。 如果没有串联阻尼电阻器、则工作正常。 但驱动电平会更高。 这就是我提出的技术支持。

此处有一个说明：频率没有从 22.1184MHz 转换到 20MHz。 串联阻尼电阻器（470–670 Ω）和 CL1 (16–18pF) 形成、类似于截止频率在 2MHz 附近的低通滤波器。 因此 22.1184MHz 振幅会衰减、而不会是 22.1184MHz。  

因此、请建议使用合适的串联阻尼电阻。

您好、Krishna：

好的、明白。  为了获得合适大小的阻尼电阻、需要测量不同 Rd 值下的峰值电压、以便计算 RMS 电流和晶体耗散的功率。  看起来您已经有~470 欧姆的 Rd。  您能提供 470 欧姆电阻器上的峰值电压吗？  您是否还能连接 1k Ω 的 Rd 并提供在电阻器上测得的峰值电压？  我们应该能够使用 2 个不同的 Rd 值来确定 XTAL 的功耗、并针对您的 DL 目标进行进一步微调。

谢谢、

Joseph

您好 Krishna、

我将离开办公室几天、但如果您按照计算 RMS 电流和晶体功率耗散的步骤操作、您应该能够推导出 Rd、该 Rd 应低于您计划使用的晶体的最大 DL。  当我回来时、我会回复您的疑问。

此致、

Joseph