晶振外部负载电容CL的计算

时间： 2024-10-03 来源：TROQ创捷电子官网

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晶振电容的计算涉及到几个不同的方面，包括匹配电容、旁路电容和负载电容的计算。本文，TROQ创捷电子就来为大家介绍晶振外部负载电容CL的计算，希望对各位工程师朋友有所帮助。

1. ‌匹配电容的计算‌：

根据晶振的额定频率和频率稳定度要求，可以计算出晶振的频率变化范围，进而计算出所需的匹配电容。计算公式为：匹配电容 = 1 / (2πf × Δf)，其中f为晶振的频率，Δf为频率变化范围‌。

2. ‌旁路电容的计算‌：

在振荡器电路中，通过在晶振两端并联一个电容，可以滤除信号中的杂波和干扰，提高振荡器的稳定性和精度。旁路电容的计算公式为：C = (2πfL)/(Qf)，其中C表示旁路电容的值，f为晶振的频率，L为晶振的等效电感，Q为晶振的品质因数‌2。

3.外部负载电容CL的计算公式

负载电容CL是指连接到晶振上的终端电容。CL值取决于外部电容器CL1和CL2，刷电路板上的杂散电容(Cs)。CL值由由晶振制造商给出。保证振荡频率精度，主要取决于振荡电路的负载电容与给定的电容值相同，保证振荡频率稳定度主要取决于负载电容保持不变。外部电容器CL1和CL2可用来调整CL，使之达到晶振制造商的标定值。

CL的表达式如下：

CL1和CL2计算实例：

例：如果CL =15pF，并假设Cs = 5pF，则有：

即：CL1 = CL2 = 20pF

反馈电阻RF

在大多数情况下，反馈电阻RF是内嵌在振荡器电路内的(至少在ST的MCU中是如此)。它的作用是通过引入反馈使反向器的功能等同于放大器。Vin和Vout之间增加的反馈电阻使放大器在Vout = Vin时产生偏置，迫使反向器工作在线性区域(下图中阴影区)。该放大器放大了晶振的正常工作区域内的在并联谐振区内的噪声（例如晶振的热噪声），从而引发晶振起振。如果在起振后去掉反馈电阻RF，振荡器仍可以继续正常运转。

反向器工作示意图

下表是频率及对应的反馈电阻RF参考值

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