晶振振荡电路中的负性阻抗：定义、要求与测试方法

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在晶振振荡电路中，负性阻抗（Negative Resistance，简称-R）是一个关键参数，它对于确保晶振能够稳定起振并持续振荡起着至关重要的作用。晶发电子将详细介绍负性阻抗的定义、振荡电路对负性阻抗的要求以及测试方法。

一、负性阻抗的定义

负性阻抗是指振荡电路为了提高晶振起振能力而通过设计途径来增加的反向补偿参数指标。它并不是晶振本身的内置参数，而是振荡电路的一项重要参数。在振荡电路中，负性阻抗与晶振的等效串联电阻（ESR）共同决定了振荡回路的稳定性。

二、振荡电路对负性阻抗的要求

为了获得稳定的振荡电路，振荡IC的负性阻抗（-R）至少需要为晶振的5倍以上，即绝对值|-R|>5R。这是因为振荡电路需要提供足够的补偿值来补偿晶振振动时的机械能损失。如果负性阻抗太小，就无法有效补偿这些损失，从而导致晶振无法起振或偶尔停振。

举例来说，如果晶振的阻抗为30Ω，那么振荡IC的负性阻抗需要在-150Ω以下的条件下，才能保障振荡回路的稳定性。这个要求对于确保晶振在各种工作条件下都能稳定振荡至关重要。

三、负性阻抗的测试方法

为了确保振荡电路的稳定性，需要对负性阻抗进行测试。以下是测试负性阻抗的步骤：

1. 给晶振频率输出端串接一颗可变电阻，并将可变电阻调至最小值。
2. 给PCBA上电，让电路正常工作。
3. 调整可变电阻，将电阻值调大，直至晶振不起振。
4. 确定晶振不起振后，再将可变电阻调小，并观测晶振波形。
5. 缓慢将可变电阻调小，直至晶振振荡波形显示正常后，关闭电源。
6. 再打开电源，若晶振依旧可以起振，则将此时的可变电阻上的电阻值与示波器所测得的晶振自身电阻值相加，得数即为负性阻抗值。

通过以上测试方法，可以准确测量出振荡电路的负性阻抗值，从而确保晶振在各种工作条件下都能稳定振荡。这对于提高数字电路的稳定性和可靠性具有重要意义。