怎樣計算晶振的負載電容
發布時間:2013-03-21 責任編輯:easonxu
【導讀】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。
各(ge)種(zhong)邏(luo)輯(ji)芯(xin)片(pian)的(de)晶(jing)振(zhen)引(yin)腳(jiao)可(ke)以(yi)等(deng)效(xiao)為(wei)電(dian)容(rong)三(san)點(dian)式(shi)振(zhen)蕩(dang)器(qi)。晶(jing)振(zhen)引(yin)腳(jiao)的(de)內(nei)部(bu)通(tong)常(chang)是(shi)一(yi)個(ge)反(fan)相(xiang)器(qi),或(huo)者(zhe)是(shi)奇(qi)數(shu)個(ge)反(fan)相(xiang)器(qi)串(chuan)聯(lian)。在(zai)晶(jing)振(zhen)輸(shu)出(chu)引(yin)腳(jiao)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yin腳jiao外wai部bu就jiu不bu用yong接jie了le。這zhe個ge電dian阻zu是shi為wei了le使shi反fan相xiang器qi在zai振zhen蕩dang初chu始shi時shi處chu於yu線xian性xing狀zhuang態tai,反fan相xiang器qi就jiu如ru同tong一yi個ge有you很hen大da增zeng益yi的de放fang大da器qi,以yi便bian於yu起qi振zhen,石shi英ying晶jing體ti也ye連lian接jie在zai晶jing振zhen引yin腳jiao的de輸shu入ru和he輸shu出chu之zhi間jian,等deng效xiao為wei一yi個ge並bing聯lian諧xie振zhen回hui路lu,振zhen蕩dang頻pin率lv應ying該gai是shi石shi英ying晶jing體ti的de並bing聯lian諧xie振zhen頻pin率lv。晶jing體ti旁pang邊bian的de兩liang個ge電dian容rong接jie地di,實shi際ji上shang就jiu是shi電dian容rong三san點dian式shi電dian路lu的de分fen壓ya電dian容rong,接jie地di點dian就jiu是shi分fen壓ya點dian。以yi接jie地di點dian即ji分fen壓ya點dian為wei參can考kao點dian,振zhen蕩dang引yin腳jiao的de輸shu入ru和he輸shu出chu是shi反fan相xiang的de,但dan從cong並bing聯lian諧xie振zhen回hui路lu即ji石shi英ying晶jing體ti兩liang端duan來lai看kan,形xing成cheng一yi個ge正zheng反fan饋kui以yi保bao證zheng電dian路lu持chi續xu振zhen蕩dang。在zai芯xin片pian設she計ji時shi,這zhe兩liang個ge電dian容rong就jiu已yi經jing形xing成cheng了le,一yi般ban是shi兩liang個ge的de容rong量liang相xiang等deng。容rong量liang大da小xiao依yi工gong藝yi和he版ban圖tu而er不bu同tong,但dan終zhong歸gui是shi比bi較jiao小xiao,不bu一yi定ding適shi合he很hen寬kuan的de頻pin率lv範fan圍wei。外wai接jie時shi大da約yue是shi數shuPF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yi般ban是shi可ke以yi滿man足zu振zhen蕩dang條tiao件jian的de,但dan如ru果guo不bu易yi起qi振zhen或huo振zhen蕩dang不bu穩wen定ding可ke以yi減jian小xiao輸shu入ru端duan對dui地di電dian容rong量liang,而er增zeng加jia輸shu出chu端duan的de值zhi以yi提ti高gao反fan饋kui量liang,一yi般ban芯xin片pian的de Data sheet 上會有說明。

圖1:晶振
1.匹配電容-----負載電容是指晶振要正常震蕩所需要的電容。一般外接電容,是為了使晶振兩端的等效電容等於或接近負載電容。要求高的場合還要考慮ic輸入端的對地電容。一般晶振兩端所接電容是所要求的負載電容的兩倍。這樣並聯起來就接近負載電容了。
2.負載電容是指在電路中跨接晶體兩端的總的外界有效電容。他ta是shi一yi個ge測ce試shi條tiao件jian,也ye是shi一yi個ge使shi用yong條tiao件jian。應ying用yong時shi一yi般ban在zai給gei出chu負fu載zai電dian容rong值zhi附fu近jin調tiao整zheng可ke以yi得de到dao精jing確que頻pin率lv。此ci電dian容rong的de大da小xiao主zhu要yao影ying響xiang負fu載zai諧xie振zhen頻pin率lv和he等deng效xiao負fu載zai諧xie振zhen電dian阻zu。
3.一般情況下,增大負載電容會使振蕩頻率下降,而減小負載電容會使振蕩頻率升高。
4.負載電容是指晶振的兩條引線連接IC塊內部及外部所有有效電容之和,可看作晶振片在電路中串接電容。fuzaipinlvbutongjuedingzhendangqidezhendangpinlvbutong。biaochengpinlvxiangtongdejingzhen,fuzaidianrongbuyidingxiangtong。yinweishiyingjingtizhendangqiyoulianggexiezhenpinlv,yigeshichuanliankaizhenjingzhendedifuzaidianrongjingzhen:另ling一yi個ge為wei並bing聯lian揩kai振zhen晶jing振zhen的de高gao負fu載zai電dian容rong晶jing振zhen。所suo以yi,標biao稱cheng頻pin率lv相xiang同tong的de晶jing振zhen互hu換huan時shi還hai必bi須xu要yao求qiu負fu載zai電dian容rong一yi至zhi,不bu能neng冒mao然ran互hu換huan,否fou則ze會hui造zao成cheng電dian器qi工gong作zuo不bu正zheng常chang。
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