应用笔记 3830

MAX2141 XTAL端口推荐接口电路


摘要 : 本应用笔记对MAX2141 XM卫星无线接收器XTAL端口的接口电路进行了说明。当使用目前所有经过XM无线验证的晶振时,最坏情况下,MAX2141 XTAL端口输入端的257Ω负阻仍能保证振荡器的正常起振。同时也对串联电容的选择进行了说明。

引言

MAX2141 XTAL端口接口应该着重考虑两点,即保证振荡器启动以及优化振荡频率。这两点将与后续的MAX2141 XM卫星无线接收器简要工作概述一起进行讨论。

工作概述

MAX2141是完整的低功耗接收器,专为XM卫星无线应用设计,如功能框图(图1)所示,接收器包含了内置RFAGC和IFAGC环路。外接的SAW滤波器以及片上低通滤波器保证了通道灵敏度。集成的N分频合成器可提供很小的频率步长,使软件AFC环路的实现成为可能。

图1. MAX2141功能框图
图1. MAX2141功能框图

负阻以及振荡器启动

振荡器的一个关键特性是应保证在任何可能的启动条件下均可以正常起振。为了保证这点,启动时MAX2141 XTAL端口的最小串联负阻应大于晶体的最大ESR¹。

图2给出了启动时在23.92MHz的频点下,MAX2141的XTAL输入端的标称仿真负阻为1159Ω。最差工艺、温度和电源电压条件下,仿真的结果表明了在23.92MHz频点下的负阻为257Ω (图3)。而推荐的晶体(Suntsu SCX123-23.920MHz)的最大ESR为60Ω,满足当前XM允许的最大条件。最差情况下的负阻为晶体最大ESR的4.3倍,因此在任何条件下均能保证振荡器启动。

图2. 标准工艺、温度和电源电压条件下,MAX2141 XTAL引脚的仿真负阻。
图2. 标准工艺、温度和电源电压条件下,MAX2141 XTAL引脚的仿真负阻。

图3. 最差工艺、温度和电源电压条件下,MAX2141 XTAL引脚的仿真负阻。
图3. 最差工艺、温度和电源电压条件下,MAX2141 XTAL引脚的仿真负阻。

串联电容选择

Suntsu SCX123-23.920MHz晶体要求并联一个12pF的负载电容。当使用如图4所示的电容C1消除寄生电容的影响时,MAX2141 XTAL端口可提供所需的负载电容。选择最佳的C1 (100pF,Murata GRM1885C1H101J)用于振荡频率的微调。

可以采用如23.920MHz版本的KSS CX-96F替代晶体。

图4. MAX2141 XTAL端口的典型外接电路
图4. MAX2141 XTAL端口的典型外接电路

结论

当采用最大60Ω或者更低ESR的晶体与MAX2141 XTAL端口相连时,在所有条件下均能保证振荡器启动。推荐采用Suntsu SCX123-23.920MHz晶体。电容C1经过优化以细调振荡频率。



参考文献
¹Boyles, John W. "The Oscillator as a Reflection Amplifier: an Intuitive Approach to Oscillator Design," Microwave Journal, June 1986, pp 83–98.

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