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您当前所在位置:元器猫> 晶振专栏> 晶振的负载电容的计算和选型,电阻搭配
  • 晶振的负载电容的计算和选型,电阻搭配
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一般单片机都会有这样的电路。晶振的两个引脚与芯片(如单片机)内部的反相器相连接,再结合外部的匹配电容CL1、CL2、R1、R2,组成一个皮尔斯振荡器(Pierce oscillator)

 

上图中,U1为增益很大的反相放大器,CL1、CL2为匹配电容TCC1210,是电容三点式电路的分压电容,接地点就是分压点。

以接地点即分压点为参考点,输入和输出是反相的,但从并联谐振回路即石英晶体两端来看,形成一个正反馈以保证电路持续振

荡,它们会稍微影响振荡频率,主要用与微调频率和波形,并影响幅度。 X1是晶体,相当于三点式里面的电感

R1是反馈电阻0201WMF1001TEE(一般≥1MΩ),它使反相器在振荡初始时处于线性工作区,R2与匹配电容组成网络,提供180度

相移,同时起到限制振荡幅度,防止反向器输出对晶振过驱动将其损坏。

 

这里涉及到晶振的一个非常重要的参数,即负载电容CL(Load capacitance),它是电路中跨接晶体两端的总的有效电容(不是晶振外接的匹配电容),

主要影响负载谐振频率和等效负载谐振电阻,与晶体一起决定振荡器电路的工作频率,通过调整负载电容,就可以将振荡器的工作频率微调到标称值。

负载电容的公式如下所示:

 

其中,CS为晶体两个管脚间的寄生电容(Shunt Capacitance)

CD表示晶体振荡电路输出管脚到地的总电容,包括PCB走线电容CPCB、芯片管脚寄生电容CO、外加匹配电容CL2,即CD=CPCB+CO+CL2

CG表示晶体振荡电路输入管脚到地的总电容,包括PCB走线电容CPCB、芯片管脚寄生电容CI、外加匹配电容CL1,即CG=CPCB+CI+CL1

一般CS为1pF左右,CI与CO一般为几个皮法,具体可参考芯片或晶振的数据手册

(这里假设CS=0.8pF,CI=CO=5pF,CPCB=4pF)。

比如规格书上的负载电容值为18pF,则有

 

则CD=CG=34.4pF,计算出来的匹配电容值CL1=CL2=25pF

元器猫在这个例子中提供了YXC晶振18PF(频率不计)

YXC 晶体 YSX321SL 4P 3225 24MHZ 18PF ±10PPM料号:X322524MRB4SI

同时还有CCTC 的25PF贴片电容TCC 0603 NPO 25pF ±5% 50V 0.8mm 料号:TCC0603COG250J500CT

最后注意:计算时注意每个电容取值量的主体,不能张冠李戴。



标签:晶振的负载电容的计算和选型,电阻搭配