32.768K晶振廣泛的運(yùn)用打到石英表，手機(jī)到家庭內(nèi)的各種家電產(chǎn)品以及數(shù)字線(xiàn)路板等。是KHZ頻帶音叉型振蕩器器件。分插件和貼片晶振兩種，晶振的作用是提供頻率信號(hào)給實(shí)時(shí)時(shí)鐘IC。若晶振的頻率有所偏移，時(shí)間的表示就會(huì)不精準(zhǔn)。首先了解一個(gè)實(shí)時(shí)案例

客戶(hù)是做手機(jī)的廠商，開(kāi)發(fā)基頻電路的設(shè)計(jì)部門(mén)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)手機(jī)搭載的時(shí)鐘電路。一般，時(shí)鐘電路是由音叉型振蕩器件以及實(shí)時(shí)時(shí)鐘IC所構(gòu)成。
　　用32.768K晶振的振蕩器件，輸入頻率信號(hào)給IC。IC內(nèi)部會(huì)建構(gòu)有分頻電路，連續(xù)除以二進(jìn)行15回合，產(chǎn)生了1Hz的信號(hào)，做成1秒鐘。
　　問(wèn)題的發(fā)生是手機(jī)廠商變更為更小型的晶振之后，發(fā)覺(jué)振蕩頻率變?yōu)?2.77075KHz(增加了84ppm)。因此，每一天約超前了7.26秒。一個(gè)月下來(lái)就超前了3分半，大幅超越了該公司訂下的容許范圍。(該公司所訂的基準(zhǔn)是每一個(gè)月常溫下必須維持1分鐘的誤差之內(nèi)。)
　　注：原本采用的振蕩器件尺寸7.0mm×1.5mm×1.4mm，換成了3.2min×1.5mm×0.8mm的小型器件，體積僅有原來(lái)的四分之一，可以省空間。
　　發(fā)生問(wèn)題后，經(jīng)過(guò)內(nèi)部的討論一致認(rèn)為問(wèn)題該是出于振蕩器件的“負(fù)載電容”的差異。透過(guò)實(shí)際的測(cè)試之后，原來(lái)晶振負(fù)載為7pF，新品為12.5pF，卻是符合器件廠商的規(guī)格。
　　所謂的“負(fù)載容量”，通常是指器件發(fā)振時(shí)振蕩電路的負(fù)載容量。一般，當(dāng)負(fù)載電容增大時(shí)，發(fā)振頻率跟著變低，這個(gè)關(guān)系曲線(xiàn)就稱(chēng)為“頻率－負(fù)載容量特性”，每家振蕩器件多不太相同。這是因?yàn)檎袷幤骷恼駝?dòng)片設(shè)計(jì)與電極設(shè)計(jì)值不同的緣故。
　　注：發(fā)振電路的負(fù)載容量是由Cd與Cg兩個(gè)靜電容量以及寄生電容的合成容量。Cd與Cg若是過(guò)大，負(fù)載容量也會(huì)變大。
　　如果振蕩器件的負(fù)載容量與發(fā)振電路的負(fù)載容量不一致時(shí)，振蕩頻率會(huì)偏移。于是該客戶(hù)將原本Cd/Cg的電容值從6pF變更成18pF的電容器，發(fā)振電路的負(fù)載容量從7pF增加到12.5pF。雖然是配合了，可是卻衍生出另一個(gè)問(wèn)題。那就是電路負(fù)性阻抗的絕對(duì)值100KΩ，充裕度不足(等效串接阻抗45KΩ～75KΩ)。1.3～2倍的發(fā)振充裕度，不太符合5～10倍以上的期望值。若是使用環(huán)境的溫度變遷大的場(chǎng)合，擔(dān)心不會(huì)振蕩。
　　經(jīng)過(guò)反復(fù)更替電路定數(shù)，依然不能解決問(wèn)題。而且，振蕩器件的驅(qū)動(dòng)電力激勵(lì)位階增大，又有機(jī)會(huì)破損振蕩器件的副作用。
　　在必須使用IC內(nèi)藏回授阻抗與Inverter的前提下，也唯有變換另一種振蕩器件。若是換回原來(lái)7pF的石英晶振，當(dāng)然沒(méi)有問(wèn)題。但是不能達(dá)成開(kāi)發(fā)的目標(biāo)。于是，與器件提供廠商長(zhǎng)談之后，換了品名與外型一樣，然而負(fù)載電容僅有9pF的新品。從新設(shè)計(jì)發(fā)振電路之后，無(wú)論頻率偏移還是充裕度以及激勵(lì)位階都在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。最終，解決了困擾廠商B的問(wèn)題。
　　從這一個(gè)案例的克服，不難發(fā)覺(jué)振蕩器件的發(fā)振電路設(shè)計(jì)，其實(shí)是頻率偏差、發(fā)振充裕度、激勵(lì)位階等三個(gè)條件滿(mǎn)足的連立方程式作業(yè)，需要面面俱到。
　　另外實(shí)際的應(yīng)用上，還需要考慮到溫度變化的因素。攝氏25度頻率偏差為零，當(dāng)溫度無(wú)論是往上還是往下，發(fā)振頻率會(huì)滑落。因此，無(wú)妨將發(fā)振電路的負(fù)載容量做的比振蕩器件的負(fù)載容量小一點(diǎn)。