晶振电容匹配及晶振电路设计注意事项

晶振电容匹配及晶振电路设计注意事项

关于晶振电容匹配及晶振电路设计注意事项总结如下:

  •  电容匹配—–负载电容是指晶振要正常振荡所需要的电容。一般外接电容,是为了使晶振两端的等效电容等于或接近负载电容。要求高的场合还要考虑IC输入端的对地电容。
  • 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。它是一个测试条件,也是一个使用条件。应用时一般在给出负载电容值附近调整可以得到精确频率。此电容的大小主要影响负载谐振频率和等效负载谐振电阻。
  • 一般情况下,增大负载电容会使振荡频率下降,而减小负载电容会使振荡频率升高。
  • 负载电容是指晶振的两条引线连接IC块内部及外部所有的有效电容之和,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。因为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。所以,标称频率相同的晶振互换时还必须要求负载电容一致,不可冒然替换,否则可能会造成电子设备工作不正常。

晶振电容匹配及晶振电路设计注意事项

如果实际的负载电容配置不当,第一会引起线路参考频率的误差。另外,如在发射接收电路上会使晶振的振荡幅度下降(不在峰点),则会直接影响混频信号的信号强度与信噪。

晶振的这两个匹配电容的主要作用是对晶体和振荡电路的补偿和匹配,使电路易于启振并处于合理的激励态下,同时对振荡频率也有一定的“微调”作用。晶振在电流过激励或欠激励的条件之下虽可工作,但前者使晶振容易老化,缩短使用寿命,并导致振荡电路的EMC特性变劣;而后者则可能会导致晶振不易起振,工作稳定性下降。所以电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度及温度稳定性等。

附:晶振电路设计注意事项

1. 当晶振输出波形出现削峰或畸变时,可增加负载电阻调整(几十K到几百K);若要稳定波形,则可尝试并联一个1M左右的反馈电阻。

2. 使晶振、外部电容器(如果有)与 IC之间的信号线尽可能保持最短。当非常低的电流通过IC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。

3. 尽可能将其它时钟线路与频繁切换的信号线路布置在远离晶振连接的位置。

4. 将晶振外壳接地;当心晶振和地的走线。

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