在查看晶振的規格參數時,會發現有一個參數叫負載電容。對於外行的人來說,可能不明白單片機晶振兩個負載電容的用處。本文就為大家詳細介紹負載電容的作用、計算方法及其對振蕩電路的影響。
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這兩個電容叫晶振的負載電容,分別接在晶振的兩個腳上和對地的電容,一般在幾十皮法。它會影響到晶振的諧振頻率和輸出幅度。一般訂購晶振時候,供貨方會問你負載電容是多少。
晶振的負載電容 = [(Cd×Cg)/(Cd+Cg)] + Cic + △C
式中Cd、Cg為分別接在晶振的兩個腳上和對地的電容;Cic(集成電路內部電容)+ △C(PCB上電容)經驗值為3至5pF。
各種邏輯芯片的晶振引腳可以等效為電容三點式振蕩器。晶振引腳的內部通常是一個反相器,或者是奇數個反相器串聯。
在晶振輸出引腳XO和晶振輸入引腳XI之間用一個電阻連接,對於CMOS芯片通常是數M到數十M歐之間。很多芯片的引腳內部已經包含了這個電阻,引腳外部就不用接了。
這個電阻是為了使反相器在振蕩初始時處於線性狀態,反相器就如同一個有很大增益的放大器,以便於起振。石英晶體也連接在晶振引腳的輸入和輸出之間,等效為一個並聯諧振回路,振蕩頻率應該是石英晶體的並聯諧振頻率。
晶體旁邊的兩個電容接地,實際上就是電容三點式電路的分壓電容,接地點就是分壓點。
以接地點即分壓點為參考點,振蕩引腳的輸入和輸出是反相的,但從並聯諧振回路即石英晶體兩端來看,形成一個正反饋以保證電路持續振蕩。
在芯片設計時,這兩個電容就已經形成了,一般是兩個的容量相等,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範圍。外接時大約是數pF到數十pF,依頻率和石英晶體的特性而定。
需要注意的是:這兩個電容串聯的值是並聯在諧振回路上的,會影響振蕩頻率。
當兩個電容量相等時,反饋係數是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定,可以減小輸入端對地電容量,而增加輸出端的值以提高反饋量。
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一般來說,單片機晶振的電容一般都取固定值。選擇合適的負載電容,對保障晶振電路穩定工作至關重要。
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單片機晶振的負載電容是影響振蕩頻率和穩定性的關鍵參數,其取值需根據晶振規格書和PCB設計綜合確定。通過合理的負載電容匹配,可以有效保障晶振電路的起振可靠性和長期穩定性。奶茶视频污下载安装科技將持續以高品質晶振產品和專業技術支持,助力客戶實現更可靠的單片機設計。