在查看晶振的规格参数时,会发现有一个参数叫负载电容。对于外行的人来说,可能不明白单片机晶振两个负载电容的用处。本文就为大家详细介绍负载电容的作用、计算方法及其对振荡电路的影响。
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这两个电容叫晶振的负载电容,分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,一般在几十皮法。它会影响到晶振的谐振频率和输出幅度。一般订购晶振时候,供货方会问你负载电容是多少。
晶振的负载电容 = [(Cd×Cg)/(Cd+Cg)] + Cic + △C
式中Cd、Cg为分别接在晶振的两个脚上和对地的电容;Cic(集成电路内部电容)+ △C(PCB上电容)经验值为3至5pF。
各种逻辑芯片的晶振引脚可以等效为电容三点式振荡器。晶振引脚的内部通常是一个反相器,或者是奇数个反相器串联。
在晶振输出引脚XO和晶振输入引脚XI之间用一个电阻连接,对于CMOS芯片通常是数M到数十M欧之间。很多芯片的引脚内部已经包含了这个电阻,引脚外部就不用接了。
这个电阻是为了使反相器在振荡初始时处于线性状态,反相器就如同一个有很大增益的放大器,以便于起振。石英晶体也连接在晶振引脚的输入和输出之间,等效为一个并联谐振回路,振荡频率应该是石英晶体的并联谐振频率。
晶体旁边的两个电容接地,实际上就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,振荡引脚的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。
在芯片设计时,这两个电容就已经形成了,一般是两个的容量相等,容量大小依工艺和版图而不同,但终归是比较小,不一定适合很宽的频率范围。外接时大约是数pF到数十pF,依频率和石英晶体的特性而定。
需要注意的是:这两个电容串联的值是并联在谐振回路上的,会影响振荡频率。
当两个电容量相等时,反馈系数是0.5,一般是可以满足振荡条件的。但如果不易起振或振荡不稳定,可以减小输入端对地电容量,而增加输出端的值以提高反馈量。
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一般来说,单片机晶振的电容一般都取固定值。选择合适的负载电容,对保障晶振电路稳定工作至关重要。
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单片机晶振的负载电容是影响振荡频率和稳定性的关键参数,其取值需根据晶振规格书和PCB设计综合确定。通过合理的负载电容匹配,可以有效保障晶振电路的起振可靠性和长期稳定性。草莓成视频人app污片科技将持续以高品质晶振产品和专业技术支持,助力客户实现更可靠的单片机设计。