2017年3月20日月曜日

水晶クロック発振器の設計: 周波数 1MHz TTL/CMOSレベル (74HCU04使用)

74HCU04を使用した1MHzクロック発振器を設計した。
特に問題なくクロック発振が得られる計算予想結果を得た。

図1. 74HCU04を使用した1MHzクロック発振器の過渡解析+FFT結果
(発振開始後の発振状態:時間軸拡大)

図1.には、水晶発振器が発振開始後、振幅が安定した後の発振波形と、そのFFT解析を行い周波数スペクトラム成分を見たもの。特に問題なくクロック発振波形が得られている。


図2. 74HCU04を使用した1MHzクロック発振器の過渡解析+FFT結果
(発振開始時の過渡解析)
図2.は、発振開始のタイミングの様子。発振起動のキックは入れていないので発振開始までに若干の時間がかかる。


図3. 水晶振動子 1MHzの定義例

図3. は、LTspice添付の教育用回路例中にある1MHz水晶発振器のspiceモデルを使用した。
この水晶特性のパラメータは使用する水晶により異なるので、水晶メーカのspiceモデルを使うか、実測して各パラメータを決める。
発振品質に関わる需要なポイントの様です。


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