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晶振的匹配电容选择修订稿

晶振的匹配电容选择 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
匹配电容是指晶振要正常震荡所需要的电容,一外接电容是为了使晶振两端的等效电容等于或接近于负载电容(晶体的负载电容是已知的,在出厂的时候已经定下来了,一般是几十PF,)。

应用时一般在给出负载电容值附近调整可以得到精确频率,此电容的大小主要影响负载谐振频率,一般情况下,增大电容会使振荡频率下降,而减小电容会使振荡频率升高,
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,一般情况下,Cd、Cg取相同的值并联后等于负载电容是可以满足振荡条件的, 在许可的范围内Cd和Cg的值越小越好,电容值偏大会虽然有利于震荡的稳定,但是电容过大会增加起振的时间。

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。

在电路中输出端和输入端之间接了一个大的电阻,这是由于连接晶振的芯片端内部是一个线性运算放大器,将输入进行反向180度输出,晶振处的负载电容电阻组成的网络提供另外180度的相移,整个环路的相移360度,满足振荡的相位条件,同时还要求闭环增益大于等于1,晶体才正常工作。

晶振输入输出连接的电阻作用是产生负反馈,保证放大器工作在高增益的线性区,一般在M欧级,输出端的电阻与负载电容组成网络,提供180度相移,同时起到限流的作用,防止反向器输出对晶振过驱动,损坏晶振,有的晶振不需要是因为把这个电阻已经集成到了晶振里面。

设计是注意事项:
1.使晶振、外部电容器(如果有)与 IC之间的信号线尽可能保持最短。

当非常低的电流通过IC晶振振荡器时,如果线路太长,会使它对 EMC、ESD 与串扰产生非常敏感的影响。

而且长线路还会给振荡器增加寄生电容;
2.尽可能将其它时钟线路与频繁切换的信号线路布置在远离晶振连接的位置;
3.当心晶振和地的走线;
4.将晶振外壳接地。

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