晶振匹配電容大小的選擇

 

今天要做晶振的second source,把晶振焊上去后发现普遍比较低,要求是25M +/-20ppm,就是说偏差不超过500Hz,但是测量三片,只有一片合格,其他两片均偏小几百赫兹。查了数据手册得知实际频率和标称频率之间的关系:

                 Fx = F0(1+C1/(C0+CL))^(1/2);

CL = Cg*Cd/(Cg+Cd)+Cs;其中Cs为杂散电容,Cg和Cd为我们外部加的两个电容,通常大家取值相等,它们对串联起来加上杂散电容即为晶振的负载电容CL.

具体公式不用细想,我们可以从中得知负载电容的减小可以使实际频率Fx变大

我们可以改变的只有Cg和Cd,通过初步的计算发现CL改变1pF,Fx可以改变几百Hz。

原有电路使用的是33pF的两个电容,则并联起来是16.5pF,我们的贴片电容只有27pF,33pF,39pF,所以我们选用了27pF和39pF并联,则电容为15.95pF。电容焊好后,测量比原来大了200多赫兹,落在了设计范围内。

结论:晶振电路上的两个电容可以不相等,通过微调电容的值可以微调晶振的振荡频率,不过如果你测了几片晶振,频率有大有小,而且偏移较大,那么这个晶振就是不合格的。

 

轉載自:http://forum.eepw.com.cn/thread/158081/1

 

### 晶振匹配电容计算公式 对于晶振匹配电容的计算,存在特定的方法用于确定合适的电容值。当不考虑制造工艺中的误差时,在理论层面,为了简化操作并方便记忆,通常设定 \( \text{CL1}=\text{CL2}=1.5*\text{CL} \),这里的 CL 是指芯片制造商提供的推荐负载电容值[^1]。 然而,更精确地讲,负载电容(\( \text{CL} \))可以通过下面给出的一般化公式来表达: \[ \text{CL} = \frac{\text{C1} * \text{C2}}{\text{C1} + \text{C2}} + \text{CY} \] 其中, - \( \text{C1},\, \text{C2} \) 表示外部连接至晶振两端的匹配电容器; - \( \text{CY} \) 则代表分布电容或者称为杂散电容,一般估计其大小约为 3 至 5 pF[^3]; 另外值得注意的是,晶体两管脚间还存在着所谓的寄生电容 (\( CS \)) 或者说是分流电容 (Shunt Capacitance)[^2],但在上述公式中并未直接体现出来这部分的影响。 在实际应用当中,应当依据具体的工作频率需求调整这些电容的具体数值,以确保最佳性能表现。例如,如果目标是实现一个工作于 25 MHz 的系统,则需选取适合此频段工作的晶振及其配套元件,并通过实验微调直至达到预期效果。 ```python def calculate_CL(C1, C2, CY_min=3e-12, CY_max=5e-12): """ Calculate the load capacitance of a crystal oscillator. Args: C1 (float): Value of one external capacitor in farads. C2 (float): Value of another external capacitor in farads. CY_min (float): Minimum stray capacitance value in farads. CY_max (float): Maximum stray capacitance value in farads. Returns: tuple: A pair of calculated minimum and maximum load capacitances. """ CL_min = ((C1 * C2) / (C1 + C2)) + CY_min CL_max = ((C1 * C2) / (C1 + C2)) + CY_max return round(CL_min * 1e12, 2), round(CL_max * 1e12, 2) # Example usage with hypothetical values for demonstration purposes only print(calculate_CL(10e-12, 10e-12)) ```
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