痞子衡嵌入式:i.MXRT1xxx系列MCU外接24MHz有源晶振的方式與注意事項

痞子衡發表於2024-06-11

  大家好,我是痞子衡,是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給大家介紹的是i.MXRT1xxx系列MCU外接24MHz有源晶振

  今天有客戶諮詢痞子衡:官方 i.MXRT1xxx 開發板都是外接 24MHz 無源晶振給主晶片 XTALI,XTALO 引腳,那麼是否可以使用 24MHz 有源晶振呢?答案當然是可以的。關於外接 24MHz 無源晶振,痞子衡已經寫過一篇文章 《i.MXRT10xx系列MCU外接24MHz晶振的作用》,今天痞子衡就再給大家介紹一下有源晶振用法:

一、有源晶振簡介

  晶體振盪器分為無源晶振和有源晶振兩種型別。無源晶振與有源晶振的英文名稱不同,無源晶振為 crystal(晶體),而有源晶振則叫做 oscillator(振盪器)。無源晶振是有 2 個引腳的無極性元件,需要藉助於時鐘電路才能產生振盪訊號,自身無法振盪起來;有源晶振一般有 4 個引腳,是一個完整的振盪器。

  下圖是晶振廠商 Epson 出品的有源晶振 SG-8002,頻率輸出範圍 1 - 125MHz,供電電壓 3.3/5.0V。晶片引腳 VCC 和 GND 不多說,OUT 即晶振訊號輸出,還有一個專用 OE/ST_B 功能腳。

  關於有源晶振和無源晶振本身特點對比,痞子衡這裡就不贅述了,從功能角度當然是有源晶振優勢大,不過它的價格也遠遠超過無源晶振。如果客戶應用和高速傳輸有關,希望有一個高質量高可靠性的時鐘源,那麼有源晶振是一個好的選擇。

二、有源24MHz晶振接法

  我們知道 i.MXRT1xxx 系列的 XTALI,XTALO 引腳專門用於連線 24MHz 晶振,這是晶片內部 PLL 的時鐘源(之一),它是高效能應用的保證。

  如果我們不按官方開發板的晶振用法,而選用有源晶振,可以從晶片參考手冊裡找到介紹。下圖是 RT10xx(從 RT1010-RT1064) 系列參考手冊裡的內容,使用有源晶振的做法叫 Bypass 模式,它支援三種硬體連法,但是 XTALI 連線晶振輸出 OUT,XTALO 懸空(即 Configuration 2)是最推薦的做法。

  而對於 RT1xxx (RT1160/1170/1180)系列,從參考手冊裡看,其僅支援 RT10xx 裡的 Configuration 2 這一種硬體連法,這是需要注意的地方。

三、對有源24MHz晶振輸出要求

  如果我們就使用主晶片 XTALI 引腳連線有源晶振輸出 OUT 這種接法,那麼對晶振 OUT 訊號的要求主要體現在幅度上(起振幅度不夠會影響時鐘質量),這可以從晶片資料手冊裡找到。

  如下是 RT10xx 系列資料手冊裡的要求(這裡負責 PLL/OSC/LDO 供電的是 NVCC_PLL):

  如下是 RT1160/1170 系列資料手冊裡的要求(這裡負責 PLL/OSC/LDO 供電的是 VDDA_1P8_IN):

  如下是 RT1180 系列資料手冊裡的要求(雖然晶片有 VDDA_1P8_IN 引腳,但是這裡的參考電壓訊號是 VDD_AON_ANA):

  至此,i.MXRT1xxx系列MCU外接24MHz有源晶振便介紹完畢了,掌聲在哪裡~~~

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