振蕩電路中的負(fù)載電容是保證石英晶體精度的最重要的數(shù)值之一。同時(shí)它也是振蕩電路設(shè)計(jì)過程中最常見的錯(cuò)誤原因之一。因此,為電路選擇合適的晶振負(fù)載電容十分關(guān)鍵!
大多數(shù)石英晶體用于皮爾斯振蕩電路(圖1)。因此,需要兩個(gè)外部電容器。現(xiàn)在可能會(huì)出現(xiàn)問題,如何為這兩個(gè)電容器選擇正確的值?
圖1:皮爾斯振蕩器電路
第一個(gè)常見的誤解是晶體數(shù)據(jù)表上的負(fù)載電容直接確定了兩個(gè)電容器的所需值。這意味著如果晶體的負(fù)載電容為20pF,則兩個(gè)電容都需要為20pF。然而,這是不正確的,這會(huì)導(dǎo)致頻率偏移。
另一個(gè)誤解是晶體數(shù)據(jù)表上的負(fù)載電容需要等于兩個(gè)電容的總和。如果我們使用具有20pF晶振的相同示例,這意味著兩個(gè)電容器都需要為10pF。然而,這也是不正確的。在大多數(shù)情況下,即使負(fù)載電容錯(cuò)誤,晶體也會(huì)在電路中工作,但是頻率會(huì)發(fā)生偏移,這可能會(huì)導(dǎo)致其他問題。由于上述關(guān)于負(fù)載電容的兩個(gè)假設(shè)都是錯(cuò)誤的。
正確的方法是需要考慮電路中的所有電容。因此,不僅要考慮這兩個(gè)電容,還必須考慮單片機(jī)的輸入輸出電容和所有雜散電容。這一切共同形成了負(fù)載電容?,F(xiàn)在最大的問題是,如果沒有實(shí)際電路,就不可能知道或確定雜散電容。
因此,在PCB設(shè)計(jì)期間,您必須只猜測雜散電容,然后再檢查最終電路是否頻率在容差范圍內(nèi)。皮爾斯振蕩電路中典型的雜散電容在3pF到7pF之間??紤]到這一點(diǎn)可以輕松確定兩個(gè)外部電容器Ca和Cb的值用這個(gè)公式:
公式1:負(fù)載電容
另一個(gè)建議是選擇Ca和Cb具有相似的值,或者至少彼此相距不遠(yuǎn)。這將防止意外的頻移和其他干擾。如果Ca和Cb不應(yīng)該相等,則Ca應(yīng)該小于Cb。
如果您只能估計(jì)雜散電容,因此測量實(shí)際電路的頻率以重新檢查頻率是否達(dá)到應(yīng)用所需的精度非常重要。此外,我們的技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)可以幫助您解決與負(fù)載電容或電路設(shè)計(jì)相關(guān)的任何其他問題。
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晶振負(fù)載范圍解析:匹配不當(dāng)會(huì)引發(fā)哪些問題

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