单片机晶振上两个负载电容有何用处?

作者： 扬兴科技 日期：2021-09-23 浏览量：

  我们在看晶振的规格参数时会发现有个参数叫负载电容，对于外行的人说，可能不明白单片机晶振两个负载电容的用处。今天扬兴晶振就给大家介绍一下。

  这两个电容叫晶振的负载电容，分别接在晶振的两个脚上和对地的电容，一般在几十皮发。它会影响到晶振的谐振频率和输出幅度，一般订购晶振时候供货方会问你负载电容是多少。

  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)经验值为3至5pf。

  各种逻辑芯片的晶振引脚可以等效为电容三点式振荡器。晶振引脚的内部通常是一个反相器, 或者是奇数个反相器串联。在晶振输出引脚 XO 和晶振输入引脚 XI 之间用一个电阻连接，对于 CMOS 芯片通常是数 M 到数十M 欧之间。很多芯片的引脚内部已经包含了这个电阻，引脚外部就不用接了。这个电阻是为了使反相器在振荡初始时处与线性状态，反相器就如同一个有很大增益的放大器，以便于起振，石英晶体也连接在晶振引脚的输入和输出之间，等效为一个并联谐振回路， 振荡频率应该是石英晶体的并联谐振频率。

  晶体旁边的两个电容接地,，实际上就是电容三点式电路的分压电容,，接地点就是分压点.，以接地点即分压点为参考点,，振荡引脚的输入和输出是反相的,，但从并联谐振回路即石英晶体两端来看，形成一个正反馈以保证电路持续振荡。在芯片设计时，这两个电容就已经形成了，一般是两个的容量相等，容量大小依工艺和版图而不同，但终归是比较小，不一定适合很宽的频率范围。 外接时大约是数 PF 到数十 PF，依频率和石英晶体的特性而定。需要注意的是：这两个电容串联的值是并联在谐振回路上的，会影响振荡频率。 当两个电容量相等时，反馈系数是 0.5，一般是可以满足振荡条件的，但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。
一般来说，单片机晶振的电容一般都取固定值，至于原因，(相关阅读可以查看YXC扬兴官网《单片机晶振电容为什么要取固定值》)

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