單片機(jī)晶振上兩個(gè)負(fù)載電容有何用處?

作者： 揚(yáng)興科技 日期：2021-09-23 瀏覽量：

  我們?cè)诳淳д竦囊?guī)格參數(shù)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)有個(gè)參數(shù)叫負(fù)載電容，對(duì)于外行的人說(shuō)，可能不明白單片機(jī)晶振兩個(gè)負(fù)載電容的用處。今天揚(yáng)興晶振就給大家介紹一下。

  這兩個(gè)電容叫晶振的負(fù)載電容，分別接在晶振的兩個(gè)腳上和對(duì)地的電容，一般在幾十皮發(fā)。它會(huì)影響到晶振的諧振頻率和輸出幅度，一般訂購(gòu)晶振時(shí)候供貨方會(huì)問(wèn)你負(fù)載電容是多少。

  晶振的負(fù)載電容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C式中Cd,Cg為分別接在晶振的兩個(gè)腳上和對(duì)地的電容,Cic(集成電路內(nèi)部電容)+△C(PCB上電容)經(jīng)驗(yàn)值為3至5pf。

  各種邏輯芯片的晶振引腳可以等效為電容三點(diǎn)式振蕩器。晶振引腳的內(nèi)部通常是一個(gè)反相器, 或者是奇數(shù)個(gè)反相器串聯(lián)。在晶振輸出引腳 XO 和晶振輸入引腳 XI 之間用一個(gè)電阻連接，對(duì)于 CMOS 芯片通常是數(shù) M 到數(shù)十M 歐之間。很多芯片的引腳內(nèi)部已經(jīng)包含了這個(gè)電阻，引腳外部就不用接了。這個(gè)電阻是為了使反相器在振蕩初始時(shí)處與線性狀態(tài)，反相器就如同一個(gè)有很大增益的放大器，以便于起振，石英晶體也連接在晶振引腳的輸入和輸出之間，等效為一個(gè)并聯(lián)諧振回路， 振蕩頻率應(yīng)該是石英晶體的并聯(lián)諧振頻率。

  晶體旁邊的兩個(gè)電容接地,，實(shí)際上就是電容三點(diǎn)式電路的分壓電容,，接地點(diǎn)就是分壓點(diǎn).，以接地點(diǎn)即分壓點(diǎn)為參考點(diǎn),，振蕩引腳的輸入和輸出是反相的,，但從并聯(lián)諧振回路即石英晶體兩端來(lái)看，形成一個(gè)正反饋以保證電路持續(xù)振蕩。在芯片設(shè)計(jì)時(shí)，這兩個(gè)電容就已經(jīng)形成了，一般是兩個(gè)的容量相等，容量大小依工藝和版圖而不同，但終歸是比較小，不一定適合很寬的頻率范圍。 外接時(shí)大約是數(shù) PF 到數(shù)十 PF，依頻率和石英晶體的特性而定。需要注意的是：這兩個(gè)電容串聯(lián)的值是并聯(lián)在諧振回路上的，會(huì)影響振蕩頻率。 當(dāng)兩個(gè)電容量相等時(shí)，反饋系數(shù)是 0.5，一般是可以滿足振蕩條件的，但如果不易起振或振蕩不穩(wěn)定可以減小輸入端對(duì)地電容量，而增加輸出端的值以提高反饋量。
一般來(lái)說(shuō)，單片機(jī)晶振的電容一般都取固定值，至于原因，(相關(guān)閱讀可以查看YXC揚(yáng)興官網(wǎng)《單片機(jī)晶振電容為什么要取固定值》)

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