晶振电路电容匹配
author：onceday date：2022年5月9日
对于常见的MCU，晶振电路的形式基本如下：
图1.1 典型晶振电路图
需要计算的是CL1和CL这两个参数通常大小相似。
以下是立创商城典型的晶振和CL1和CL负载电容12pF了。
一般而言，RF单片机内部配备了电阻，主要有两个功能：
- 移相，与内部操作放大器一起移位360度，使信号正常。
- 限流，避免晶振过驱动。
并联电阻也是比较复杂的电路，可以参考以下文章来了解: 晶振旁的电阻(并联串联)和电容。
所以问题通常是正确的 C L 1 C_{L1} CL1和CL2的计算了。
它们主要将管脚两端的电容调整到负载电容，使振荡器的工作频率调整到标称值。
一般计算公式如下： C L = C S C I ? C O C I C O C_L=C_S \frac{C_I*C_O}{C_I C_O} CL=CS CI+COCI∗CO
- C I C_I CI表示晶体振荡电路输入管脚到地的总电容，包括PCB走线电容 C P C B C_{PCB} CPCB、芯片管脚寄生电容 C P I N C_{PIN} CPIN、外加匹配电容 C L 1 C_{L1} CL1，即 C I = C P C B + C P I N + C L 1 C_I=C_{PCB}+C_{PIN}+C_{L1} CI=CPCB+CPIN+CL1。
- C O C_O CO表示晶体振荡电路输入管脚到地的总电容，包括PCB走线电容 C P C B C_{PCB} CPCB、芯片管脚寄生电容 C P O U T C_{POUT} CPOUT、外加匹配电容 C L 2 C_{L2} CL2，即 C O = C P C B + C P O U T + C L 2 C_O=C_{PCB}+C_{POUT}+C_{L2} CO=CPCB+CPOUT+CL2。
- C S C_S CS为晶体两个管脚间的寄生电容，一般为1pF。
- C L C_L CL就是晶振的负载电容，如上面提到的12pF。
一般而言， C P C B + C I O C_{PCB}+C_{IO} CPCB+CIO为10pF左右，各占一半，通常估计都可以拿这个来算。如果要精确计算，最好要根据所使用的CPU或芯片的电气特性来计算。
实际使用中， C L 1 C_{L1} CL1和 C L 2 C_{L2} CL2通常取一样的值 C L 12 C_{L12} CL12。此时可简化计算。
代入上面的常用数据，可得： C L = 1 p F + ( 10 p F + C L 12 ) × ( 10 p F + C L 12 ) 2 × ( 10 p F + C L 12 ) 2 C L = 7 p F + C L 12 C L 12 = 2 C L − 7 p F C_L=1pF+\frac{(10pF+C_{L12})\times(10pF+C_{L12})}{2\times(10pF+C_{L12})}\\ 2C_L=7pF+C_{L12}\\ C_{L12}=2C_L-7pF CL=1pF+2×(10pF+CL12)(10pF+CL12)×(10pF+CL12)2CL=7pF+CL12CL12=2CL−7pF 对于常见的晶振电容负载值有：
| C L C_L CL | C L 12 C_{L12} CL12 |
|---|---|
| 20pF | 30~33pF |
| 16pF | 22~25pF |
| 12PF | 14~17pF |
：这几个值计算出来只是供参考，可以看到，实际使用的电容值，并不需要这么准确，而且需要根据实际测试的情况决定，但它们可用于快速确定负载电容的范围。