匹配压电石英晶振外围负载电容设计！-晶振负载

很多初级设计师在设计线路的过程中都不知道怎么设计外围的负载电容值，其实外围的电容值匹配并没有那么复杂，只用符合IC的情况下设计一般比较通用的负载就可以了，很多的IC厂商在IC匹配清单中，就有明确标注使用多少的负载电容。当然如果是匹配设计有错的话，会导致晶振不起振，或者是晶振频率不稳定等问题出现，以下我们来了解一下晶振与电容这两者之间到底需要如何匹配！
压电石英晶振在晶片制作的过程中就有考虑到如何根据外围指定的负载电容来调整频差，因此在使用时所加给晶体的电容与之匹配才能达到所要求的频率精度。在实际使用时的线路如图一所示。

晶振在工作中所接实际电容：CL=C1*C2/（C1+C2）+CIC+CPBC，即不仅受电容C1和C2影响，还要考虑芯片管脚电容和线路板分布电容。一般在理论推算时根据C1*C2/（C1+C2）计算出来的结果加上3~5PF即可。
电容的作用有协助晶振起振与稳定振荡的作用。一般频率高的会用较低的电容、频率低的会用较高的电容。在要求不高的情况下可不考虑杂散电容，取两个电容量值相等,与晶体负载电容匹配即可，一般是可以满足振荡条件的。但要求较高的则必须得考虑，根据C1和C2算出的结果再加上杂散电容。若想在加电时加快晶体起振，可使C2值大于C1值。但在匹配这两个电容值时要慎重选取，因为反向器的电压反馈是靠C2的，假设C2过大，反馈电压过低，这样不稳定，假设C2过小，反馈电压过高，储存能量过少，容易受外界干扰。C1的作用对C2恰好相反。
两个电容值不相等或相等，随电容精度或变化相同条件下，对频率的影响不一样，不相等时频率变化会稍大一些。另外不同频率点晶体在设计时C0值不易过大，即电极尺寸要小一些，否则电容对频率的影响更灵敏。
在晶振使用过程中，不同的使用条件，即在不同设计线路中使用，由于IC管脚电容和线路板分布电容不同，尽管晶振是一样的，所配电容C1和C2也相同，但振荡频率是不一样的，频率与负载电容之间的关系如图二。

从图中看出，实际负载电容与频率是反比关系，即频率随负载电容的增大而降低，反之而升高。使用时要得慎重。当然如果是成熟的IC或者成熟的产品，我们完全可以按照IC生产商在资料中所标注负载来直接匹配，或者也可以根据插件晶振或者是贴片晶振的负载来算出它的外围负载要求。注：如有设计上的难题或者需求资料请联系0755-29500800品慧电子技术部！