介绍

MAX9485([1,2])是一款高性价比、可编程、多输出音频时钟发生器，适用于MPEG-2或AC-3音频系统，如DVD播放器、多媒体PC、高清电视、家庭娱乐中心和机顶盒的DVD驱动器。MAX9485具有一个带两个输出驱动器的分数n可编程锁相环，一个具有±200 PPM拉力范围的VCXO和一个I(2)C接口。其系统功能框图如图1所示。

当使用MAX9485时，晶体的功率水平应小于晶体制造商给出的最大额定值。如果晶体的驱动电平高于其最大额定值，晶体的等效串行电阻(ESR)和频率精度可能会下降。如果水晶的能量超过其最大额定值的10倍，就会对水晶造成不可逆转的损害。

在本应用笔记中，我们首先回顾计算晶体功率级的公式。然后我们介绍了一个简单的测试设置来测量晶体的功率水平，最后给出了MAX9485的测试结果。

计算水晶的能量等级

图2展示了一个功能相当于晶体的电路([3])。

如图2所示，晶体的ESR R导致晶体消耗功率。如果通过R的电流均方根为I(R)，则可以通过;

然而，在实践中，I(R)是不可测量的。当晶体谐振时，LC支路的阻抗比C0支路的阻抗小得多。因此，我们可以用I(C)来近似I(R)。因此，我们得到一个实用的晶体功率级计算公式:

通过晶体的电流是交流的，其波形通常是正弦或锯齿形的。下列关系式根据正弦波和锯齿波的峰间幅值确定正弦波和锯齿波电流的均方根值。

其中I(PP)为电流的峰对峰值。

晶体功率级测试设置

对于MAX9485，我们建议您使用KDS美国的27MHz晶体(DSX530GA)([4])。该晶体的额定最大功率为300µW。

测量晶体的电流并不简单。在图3所示的测试设置中，我们使用一个小10欧姆电阻来感应电流。我们知道使用10欧姆电阻器是有效的，因为将电阻器更改为20欧姆几乎不会改变感测电流。

测量数据和功率级计算

使用图3中的测试设置，最高的晶体功率电平出现在27MHz，这是VCXO调谐范围的中心附近。下图(图4、图5和图6)是在不同频率下通过电流传感电阻测量到的电压波形。为了降低测量噪声，打开示波器的250MHz低通滤波器。

在计算晶体的功率电平时，我们考虑两种情况:(1)最坏情况(即最大R值)和(2)典型情况。

DSX530GA数据表中的R值为50欧姆。然而，这是12MHz到54MHz频率范围内的绝对最大值。通常，晶体频率越高，R值越小。我们咨询了KDS美国，得知对于27MHz DSX530GA晶体，最大R值(情况#1)小于40欧姆，典型值(情况#2)为20欧姆。如上图所示，晶体电流具有锯齿状波形。因此，我们使用公式4从其峰对峰值计算晶体均方根电流。因此，晶体的计算功率级如表1所示。

表1 测量结果和晶体功率水平

频率 MHz / PPM	峰 电压 10欧姆(mV)	峰 当前的 (马)	RMS ((1)) 当前的 (i (c))	最大力量 (毫欧) I(c) (2) × r R = 40欧姆	Typ权力 (毫欧) I(c) (2) × r R = 20欧姆
26.995/-185	72	7.2	3.6 /	172.8	86.4
27.000 0	88	8.8	4.4 /	258.13	129
27.004/148	86	8.6	4.3 /	246.5	123.2
注:(1)锯齿形波形的均方根值为1/2 峰对峰的值。

结论

我们可以从表1中观察到一些情况。

1. 在最坏的情况下，MAX9485的晶体功率水平比DSX530GA的最大功率(300 μ W)低约40 μ W。

2. 在典型情况下，R的实际值为27MHz，功率水平远低于最大功率水平(300 μ W)。

3. 对于MAX9485中的VCXO来说，最高的晶体电流出现在调谐范围的中间，在调谐范围内功率变化相对较小。

参考电路

([1]) MAX9485数据表

([2]) MAX9485应用笔记2097，“使用VCXO(压控晶体振荡器)作为时钟(CLK)发生器。”

([3])参见应用说明2127，“石英晶体的建模”。

([4]) DSX530GA数据表