晶振分为有源晶振(Oscillator)和无源晶振(Crystal),无源晶振的参数称为负载电容(Load capacitance),负载电容是指在电路中跨接晶振两端的总外部有效电容
。负载电容是工作条件,即电路设计应满足负载电容等于或接近晶体振动数据手册给出的值,使晶体振动按预期工作。
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负载电容计算公式
CL=[Cd*Cg/(Cd Cg)] Cic △C
- Cd,Cg:晶体振动的两只脚和对地电容分别连接,通常 Cd == Cg,但 Cd != Cg 也可以,Cd、Cg称为匹配电容或外部电容,其功能是调节负载电容,使其符合晶体振动的要求。需要注意的是,Cd、Cg串联后的总电容值(Cd*Cg/(Cd Cg))假设是负载电容的有效部分Cd==Cg==30pF,那么Cd、Cg对负载电容的贡献是15pF。
- Cic:芯片引脚分布电容和芯片内部电容(部分芯片为PCB上省掉Cd、Cg,芯片内集成电容)。
- △C:PCB电容器的布线分布值为3-5pf。
负载电容对振荡频率的影响
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。通过初步的计算发现CL改变1pF,Fx可以改变几百Hz。
Fx = F0(1 C1/(C0 CL))^(1/2)