【经验】无源晶振负载电容对谐振电阻的影响

时间： 2017-08-17 来源：世强作者：火芯人

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普通晶振分为无源晶振和有有源晶振，无源晶振其实就是常说的晶体单元，也叫石英晶体振荡器。无源晶振是一种无极性元件，需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来。无源晶振没有电压的要求，信号电平是可变的，也就是说是根据起振电路来决定的。一般来说，石英晶体精度要高于陶瓷晶体。

负载电容是无源晶振常提到的一个参数。是指晶振的两条引线连接IC块内部及外部所有有效电容之和，如下图1所示。

图1：无源晶体连接图

上图分别接在引脚和对地的电容C1、C2就是晶体的负载电容，这些负载电容都不大，一般在几十个pF，但是它会影响到晶振的输出幅度和频率。晶体生产厂家一般会在产品手册描述负载电容。

晶体外接负载电容时，常组成电容三点式振荡器，这时晶振的谐振频率也称为有载谐振频率，工程师也常用负载电容来微调频率输出。

晶振负载电容的计算公式如下：

CL = C1 * C2/（C1 + C2） + Cic + Cs；

Cic是集成电路内部电容，而Cs是PCB上电容，Cic+Cs值通常在2~5pF之间选择。

根据芯片手册对应的负载电容要求，就可以根据上述公式简单计算端口对地负载电容值。比如上图25MHz晶体，数据手册负载电容要求是12pF，取C1和C2值相等，杂散电容选择2pF，根据上述公式，C1和C2需要选择22pF的电容较为合适。

电容是容性阻抗，就是常说的容抗，因此无源晶振的负载电容越大，其谐振电阻越小；反之负载电容越小，容抗越大，谐振电阻越大。负载电容时一把双刃剑，小负载电容导致大的谐振电阻，有利于振荡器的稳定性，但会增加起振时间。大负载电容容易起振，但是过大会导致停振。

那么工程师实际应用时如何选择负载电容呢？主要有以下几点需要注意：

1）仔细阅读数据手册，按照产品数据手册选择外围负载电容。

2）综合平衡振荡器起振时间和稳定性要求，选择合适的负载电容。

3）条件允许时，尽量选择石英晶体电容，而不是陶瓷电容。

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一路向前 Lv3. 高级工程师 2018-06-08

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简单Ae Lv6. 高级专家 2018-01-25

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李文加油 Lv7. 资深专家 2018-01-10

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深南大道 Lv5. 技术专家 2017-12-14

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Clarence Lv8. 研究员 2017-11-29

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王颖 Lv6. 高级专家 2017-11-25

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牛

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型号- X1G003901003400,X1G003901000099,TG-5500CA,TG-5501CA,X1G003901000311,TG-5500,TG-5501,X1G003901000099-30.72M

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型号- Q33310F70022914,Q33310F70018711,Q33310F70062211,SG-310,Q33310F70058111,Q33310F70055100,Q33310F70051011,SG-310SCF,Q33310F70027511,Q33310F70060700,Q33310F70024100,Q33310F70051511,Q33310F70032111,Q33310F70050300,Q33310F70015711,Q33310F70060000,Q33310F70049000,Q33310F70062200,Q33310F70061214,Q33310F70058100,Q33310F70055111,Q33310F70060711,Q33310F70054811,Q33310F70024111,Q33310F70032100,Q33310F70015700,Q33310F70060011,Q33310F70049011

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型号- Q3309CA30024411,Q3203DBX1XXXX00,Q3309CAX0XXXX00,Q3309CA40004900,Q3321CE40004914,SG-8002CE,Q3323LBXXXXXX00,SG-8002CA,Q3307JC21027200,Q3308JFX1XXXX00,Q3306JA41002411,Q3309CA40003600,Q3307JCX1XXXX00,SG-8002JF,SG-8002JC,SG-8002JA,SG-8002LA,SG-8002LB,SG-8002,Q3323LB41020411,Q3306JAX1XXXX00,SG-8002DC,Q3204DCX1XXXX00,Q3309CA20046312,SG-8002DB,Q3321CEXXXXXX00,Q3306JA41002400

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型号- X1B000401A00116,SG-3031CMA

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型号- SG-210SXB,X1G004231000800,OG2522,OG2522CANHCADDG,OG2522CAN15.360000MHZHCADDG

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型号- TG 5031CJ,X1G003821XXXX00,TG-5031 CJ-*** 26.000000MHZ,X1G003891XXXX00,TG 5021CE,TG 5021CG,X1G003581XXXX00

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型号- X1G004441000099,X1G004571000900,TG5032CAN,TG5032CBN,X1G004441001400,X1G004431000099,X1G005401XXXXXX,X1G005391XXXXXX,TG5032SFN,TG5032SAN,TG5032SBN,TG5032,X1G004431000099-25MHZ,TG5032CFN30.720000MHZCAGNDA,X1G004431000900,TG5032CFN

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型号- Q33310F70022914,Q33310F70018711,Q33310F70062211,SG-310,Q33310F70058111,Q33310F70055100,Q33310F70051011,SG-310SCF,Q33310F70027511,Q33310F70060700,Q33310F70024100,Q33310F70051511,Q33310F70032111,Q33310F70050300,Q33310F70015711,Q33310F70060000,Q33310F70049000,Q33310F70061214,Q33310F70058100,Q33310F70055111,Q33310F70060711,Q33310F70054811,Q33310F70024111,Q33310F70032100,Q33310F70015700,Q33310F70060011,Q33310F70049011

2016年05月06日 - EPSON - 数据手册代理服务技术支持采购服务

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描述- 该资料介绍了两种不同型号的晶体振荡器：TG-5031CJ 和 TG-5021CG/CE。这两种振荡器适用于无线通信设备，具有不同的频率范围和电源电压。资料提供了详细的规格参数，包括频率、电源电压、工作温度范围、功耗等，并说明了产品的尺寸和引脚图。

型号- X1G003821XXXX00,TG-5021CG,X1G003891XXXX00,TG-5031CJ,X1G003581XXXX00,TG-5031 CJ-*** 26.000000MHZ,TG-5021CE

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型号- Q3307JCX2XXXX00,Q3309CA30024411,Q3309CAX0XXXX00,Q3309CA40004900,Q3321CE40004914,SG-8002CE,Q3323LBXXXXXX00,Q3306JAX2XXXX00,Q3204DCX2XXXX00,SG-8002CA,Q3307JC21027200,Q3306JA41002411,Q3309CA40003600,SG-8002JF,SG-8002JC,SG-8002JA,SG-8002LA,SG-8002LB,SG-8002,Q3323LB41020411,SG-8002DC,Q3308JFX2XXXX00,Q3309CA20046312,SG-8002DB,Q3321CEXXXXXX00,Q3306JA41002400,Q3203DBX2XXXX00

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