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「Easy-Key」晶振 E.S.R与C_电容_负载

南宫静远 2025-01-24 00:24:16 0

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晶振的负载电容=[(CdCg)/(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)履历值为3至5pf。
因此,晶振的数据表中规定12pF的有效负载电容哀求在每个引脚XIN 与 XOUT上具有22pF(2 12pF = 24pF = 22pF + 2pF 寄生电容)。
两边电容为Cg,Cd,负载电容为Cl, cl=cgcd/(cg+cd)+a

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便是说负载电容15pf的话,两边两个接27pf的差不多了,

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(图片来自网络侵删)

各种逻辑芯片的晶振引脚可以等效为电容三点式振荡器。
晶振引脚的内部常日是一个反相器, 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, 对付 CMOS 芯片常日是数 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于线性状态, 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, 振荡频率该当是石英晶体的并联谐振频率. 晶体阁下的两个电容接地, 实际上便是电容三点式电路的分压电容, 接地点便是分压点. 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, 形成一个正反馈以担保电路持续振荡. 在芯片设计时, 这两个电容就已经形成了, 一样平常是两个的容量相等, 容量大小依工艺和版图而不同, 但终归是比较小, 不一定适宜很宽的频率范围. 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. 须要把稳的是: 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, 一样平常是可以知足振荡条件的, 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, 而增加输出真个值以提高反馈量. . 一样平常芯片的 Data sheet 上会有解释。

另:

1.匹配电容-----负载电容是指晶振要正常震荡所须要的电容。
一样平常外接电容,是为了使晶振两端的等效电容即是或靠近负载电容。
哀求高的场合还要考虑ic输入真个对地电容。
一样平常晶振两端所接电容是所哀求的负载电容的两倍。
这样并联起来就靠近负载电容了。

2.负载电容是指在电路中跨接晶体两端的总的外界有效电容。
他是一个测试条件,也是一个利用条件。
运用时一样平常在给出负载电容值附近调度可以得到精确频率。
此电容的大小紧张影响负载谐振频率和等效负载谐振电阻。

3.一样平常情形下,增大负载电容会使振荡频率低落,而减小负载电容会使振荡频率升高

4.负载电容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,可看作晶振片在电路中串接电容。
负载频率不同决定振荡器的振荡频率不同。
标称频率相同的晶振,负载电容不一定相同。
由于石英晶体振荡器有两个谐振频率,一个是串联揩振晶振的低负载电容晶振:另一个为并联揩振晶振的高负载电容晶振。
以是,标称频率相同的晶振互换时还必须哀求负载电容一至,不能冒然互换,否则会造成电器事情不正常。

晶振的负载电容问题

晶振制造商常日会在晶振的数据表中定义有效负载电容。
从电子学角度来说,电容器以串行办法连接到引脚XIN 与XOUT上,这时有效负载电容为:

C(eff) = {C(XIN) ? C(XOUT)}/{C(XIN) + C(XOUT)}

因此,晶振的数据表中规定12pF的有效负载电容哀求在每个引脚XIN 与 XOUT上具有22pF(2 12pF = 24pF = 22pF + 2pF 寄生电容)。
MSP430x1xx 与 MSP430x3xx 系列为32kHz振荡器供应了约12pF的固定集成负载电容器,并且无需任何其它外部负载电容器即可支持须要6pF有效负载电容的晶振。
高频率 XTAL 振荡器无内置负载电容器。
MSP430x4xx 系列为低频率与高频率模式下的LFXT1 振荡器供应了软件可选的集成负载电容器。
该器件数据表中供应了可选值。
XT2 振荡器没有任何内置负载电容器。

ESR

为了确保振荡器操作稳定,MSP430x1xx 与MSP430x3xx 系列均须要ESR < 50kOhm的32kHz晶振。
MSP430x4xx 系列的低功耗振荡器须要ESR < 100kOhm的 32kHz 晶振。
高频率晶振的建议 ESR 值是 <= 40Ohms(频率为8MHz时)。
与建议的最大值比较,ESR的值越低,振荡器启念头能与稳定性也越好。

设计考虑事变:

使晶振、外部电容器(如果有)与 MSP430 之间的旗子暗记线尽可能保持最短。
当非常低的电流利过MSP430晶振振荡器时,如果线路太长,会使它对 EMC、ESD 与串扰产生非常敏感的影响。
而且长线路还会给振荡器增加寄生电容。

如果MSP430在插座中:请把稳插座会给振荡器增加寄生电容。

尽可能将其它时钟线路与频繁切换的旗子暗记线路支配在阔别晶振连接的位置。

当心晶振和地的走线

将晶振外壳接地

当 VCC < 2.5 V 时,MSP430x1xx 的 LFXT1 振荡器哀求在LF模式下利用从XOUT 到 VSS 的 5.1MOhm 电阻器。

一样平常电容的打算公式是:

两边电容为Cg,Cd,

负载电容为Cl

cl=cgcd/(cg+cd)+a

便是说负载电容15pf的话,两边个接27pf的差不多了,一样平常a为6.5~13.5pF 。

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