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更多>>石英晶振與外接電容
來源:http://ljnshy.cn 作者:帝國科技技術部 2017年07月01
各種邏輯芯片的石英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. 在石英晶體輸出引腳 XO 和晶體輸入引腳 XI 之間用一個電阻連接, 對于 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與線性狀態, 反相器就如同一個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, 等效為一個并聯諧振回路, 振蕩頻率應該是石英晶振的并聯諧振頻率. 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, 但從并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范圍. 外接時大約是數 PF 到數十 PF, 依頻率和石英晶振的特性而定. 需要注意的是: 這兩個電容串聯的值是并聯在諧振回路上的, 會影響振蕩頻率. 當兩個電容量相等時, 反饋系數是 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,一般芯片的 Data sheet 上會有說明 ,時鐘晶體表晶,32.768K系列,現在國外設計開發都以小負載電容為主了,因為小負載電容,可以減少電流電壓的流量,表晶線路使用小負載電容也可以使電池使命延長。
每個石英晶振焊接在線路板上都會有兩個外接電容,這兩個電容叫晶振的外部負載電容,作用是啟到平穩凈增基準精度,和到外部調節作用,分別接在石英晶振的兩個腳上和對地的電容,49S石英晶振一般外接負載電容在22pf---33pf左右,當然這也要看每個IC和到線路的匹配,49/S晶振常規的負載電容在國內都是18pf或者20pf。表晶32.768K的常規負載電容是12.5pf,當然也是要看IC和到線路板的設計。外接電容它會直接影響到晶振的諧振頻率和輸出幅度,一般訂購晶振時候最后能準確的提供需要多大的負載電容,以為外接電容也是非常重要的一項指標。
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.


每個石英晶振焊接在線路板上都會有兩個外接電容,這兩個電容叫晶振的外部負載電容,作用是啟到平穩凈增基準精度,和到外部調節作用,分別接在石英晶振的兩個腳上和對地的電容,49S石英晶振一般外接負載電容在22pf---33pf左右,當然這也要看每個IC和到線路的匹配,49/S晶振常規的負載電容在國內都是18pf或者20pf。表晶32.768K的常規負載電容是12.5pf,當然也是要看IC和到線路板的設計。外接電容它會直接影響到晶振的諧振頻率和輸出幅度,一般訂購晶振時候最后能準確的提供需要多大的負載電容,以為外接電容也是非常重要的一項指標。
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.

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