領(lǐng)先同行瑞薩石英晶體振蕩器的電路，振蕩器是任何微控制器系統(tǒng)的核心，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)給予適當(dāng)?shù)年P(guān)注，以確保設(shè)計(jì)盡可能可靠。

我們都可以設(shè)計(jì)一個(gè)正常工作的振蕩器，但要在所有元件的容差范圍內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)能在生產(chǎn)中正常工作的振蕩器，卻需要一點(diǎn)努力。典型的瑞薩微控制器用戶手冊(cè)將提供一個(gè)或多個(gè)典型的振蕩器電路(通常由示例中使用的晶體或陶瓷諧振器的供應(yīng)商推薦給瑞薩)，以及等效振蕩器電路的簡單規(guī)格。

可靠振蕩所需的確切電路可能因OSC振蕩器而異，也可能受到電路板布局和環(huán)境條件的影響。在任何情況下，我們都強(qiáng)烈建議設(shè)計(jì)人員聯(lián)系所選的振蕩器供應(yīng)商，向他們?cè)儐栠m合其設(shè)計(jì)的推薦電路，并自行測試振蕩器，以確定所需的振蕩器電路參數(shù)。

對(duì)于許多應(yīng)用，陶瓷諧振器可以提供良好的低成本解決方案；然而，如果需要更高的穩(wěn)定性和更精確的定時(shí)，晶體提供了最佳的解決方案。然而，在低功率應(yīng)用中，Q值較高的晶體啟動(dòng)時(shí)間要慢得多。事實(shí)上，頻率越低，啟動(dòng)時(shí)間越長；一個(gè)32千赫的晶體可能需要1 - 3秒啟動(dòng)。

在許多微控制器中，需要仔細(xì)考慮晶體漂移和穩(wěn)定性的影響，尤其是對(duì)于需要時(shí)鐘功能的應(yīng)用；然而，振蕩器性能的知識(shí)可以允許在軟件中進(jìn)行校正。

瑞薩微控制器上最常用的振蕩器設(shè)計(jì)是皮爾斯振蕩器，如下所示。

內(nèi)部反相器的輸出通過外部有源晶振電路反饋到其輸入端，形成一個(gè)不穩(wěn)定的反饋環(huán)路。當(dāng)振蕩器的輸出延遲足以提供360°相位延遲時(shí)，穩(wěn)定的振蕩得以持續(xù)。晶體與負(fù)載電容C1和C2一起提供了一個(gè)調(diào)諧電路，可以穩(wěn)定振蕩頻率

Rf反饋電阻器-這在第一個(gè)逆變器周圍提供負(fù)反饋，并確保逆變器工作在其線性區(qū)域。這在晶體振蕩器中很少需要，但在使用陶瓷諧振器時(shí)經(jīng)常需要，以確保振蕩器正確啟動(dòng)。建議典型值在1MOhm范圍內(nèi)。一些瑞薩微控制器有內(nèi)部反饋電阻。

Rd -阻尼電阻–這是一個(gè)串聯(lián)電阻，旨在防止振蕩器過激勵(lì)。通常，如果C1和C2選擇正確，這不是必需的。該電阻有幾個(gè)作用:穩(wěn)定反饋電路的相位，降低較高頻率下的環(huán)路增益；通過在逆變器輸出端放置Rd，輸出電阻增加，電流降低。Rd還與C2一起構(gòu)成一個(gè)低通濾波器，可以大大減少不必要的振蕩模式。Rd的典型值在250 - 500歐姆范圍內(nèi)

C1和C2 -負(fù)載電容-負(fù)載電容與晶體或諧振器一起提供180°的相位滯后，共同提供啟動(dòng)和維持振蕩的能量。

晶體或陶瓷諧振器的工作會(huì)受到一系列環(huán)境效應(yīng)的影響，例如溫度和濕度，以及電路參數(shù)，例如工作電壓。

我們強(qiáng)烈建議每種設(shè)計(jì)都要考慮工作電壓和預(yù)期工作環(huán)境的極端情況，以確保振蕩器可以在斷電、待機(jī)和/或其它低功耗模式下啟動(dòng)。領(lǐng)先同行瑞薩石英晶體振蕩器的電路.

• 如果使用帶內(nèi)部電容的陶瓷諧振器，要小心；電容的典型值通常很高，您無法靈活地改變這些值來匹配您的電路，布局問題尤其是中心接地可能會(huì)導(dǎo)致噪聲問題。
• 將振蕩器電路盡可能靠近微控制器，保持走線長度較短
• 振蕩器對(duì)噪聲敏感，盡可能使用保護(hù)帶，以最小化電容耦合。
• 最小化有源晶體振蕩器電路占用的PCB面積，以最小化可用于電感耦合到電路其它部分的“環(huán)路”面積。
• 避免在振蕩器電路下方或上方布設(shè)其他走線，也不要在振蕩器附近放置任何可能切換高電流的走線。
• 確保徹底測試振蕩器電路，并超越正常工作條件，以確保有合適的設(shè)計(jì)余量。
• 最重要的是，我們始終建議您咨詢您的晶體或諧振器制造商，了解他們推薦的電路，以便與您選擇的微控制器配合使用。

許多瑞薩微控制器也使用32kHz振蕩器(通常是32kHz手表晶體)來支持低功耗、低速運(yùn)行。32kHz晶體的操作與更高頻率的晶體基本相同；然而，有幾個(gè)具體問題需要考慮

• 啟動(dòng)時(shí)間:32kHz晶體的典型啟動(dòng)時(shí)間比更高頻率的晶體長得多，通常為0.3-3.0秒
• 穩(wěn)定性:手表晶體在整個(gè)溫度范圍內(nèi)更不穩(wěn)定，所以請(qǐng)仔細(xì)檢查供應(yīng)商的規(guī)格，尤其是漂移方面。
• 器件差異:沒有兩個(gè)32kHz晶體的制造商是相同的，即使在相同的器件類型內(nèi)；實(shí)際表現(xiàn)可能差異很大，我們已經(jīng)看到不同供應(yīng)商之間的差異很大。指定振蕩器時(shí)，請(qǐng)仔細(xì)考慮這一點(diǎn)。
• 振蕩器布局:保持32kHz晶體盡可能靠近微控制器以避免任何問題是至關(guān)重要的；距離微控制器1厘米以內(nèi)是一個(gè)很好的規(guī)則。
• 同樣，要求您的振蕩器供應(yīng)商為您的設(shè)計(jì)提供匹配電路。

晶體振蕩器是一個(gè)非常簡單但非常重要的元件，必須確保石英晶體振蕩器電路設(shè)計(jì)的可靠性和可重復(fù)性，尤其是使用32kHz子時(shí)鐘振蕩器時(shí)。瑞薩制作了一份非常好的應(yīng)用筆記，介紹如何為設(shè)計(jì)合適的32 kHz振蕩器電路RA家族；許多振蕩器供應(yīng)商也可以提供推薦的振蕩器和推薦的電路，專門用于RA，并且他們通常還會(huì)提供匹配服務(wù)，專門將其元件與您的特定RA設(shè)計(jì)相匹配。

瑞薩始終建議利用這一機(jī)會(huì)，確保您擁有最可靠的MCU設(shè)計(jì)。