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晶振的負載電容對晶振頻點的大小有什么影響? |
2014-05-09 |
晶振的負載電容對晶振頻點的大小有什么影響?
晶振(Oscillator)是不需要電容的,晶體(Crystal)才需要電容。
晶振的實際頻率和標(biāo)稱頻率之間的關(guān)系: Fx = F0(1+C1/(C0+CL))^(1/2); 而 CL = Cg*Cd/(Cg+Cd)+Cs;其中Cs為雜散電容,Cg和Cd為我們外部加的兩個電容,通常大家取值相等,它們對串聯(lián)起來加上雜散電容即為晶振的負載電容CL.具體公式不用細想,我們可以從中得知負載電容的減小可以使實際頻率Fx變大,我們可以改變的只有Cg和Cd,通過初步的計算發(fā)現(xiàn)CL改變1pF,Fx可以改變幾百Hz。
原有電路使用的是33pF的兩個電容,則并聯(lián)起來是16.5pF,我們的貼片電容只有27pF,33pF,39pF,所以我們選用了27pF和39pF并聯(lián),則電容為15.95pF。電容焊好后,測量比原來大了200多赫茲,落在了設(shè)計范圍內(nèi)。
結(jié)論:晶振電路上的兩個電容可以不相等,通過微調(diào)電容的值可以微調(diào)晶振的振蕩頻率,不過如果你測了幾片晶振,頻率有大有小,而且偏移較大,那么這個晶振就是不合格的。
晶體的datasheet中所講的負載電容,就是兩引腳所接的電容以及內(nèi)部寄生的電容和布局引入的電容的總和,如果匹配合適,其頻偏就越小,當(dāng)然實際的個體差異,就需要適當(dāng)調(diào)整。具體的計算公式上面已經(jīng)給出,但是對于晶振的負載電容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C式中Cd,Cg為分別接在晶振的兩個腳上和對地的電容,Cic(集成電路內(nèi)部電容)+△C(PCB上電容).就是說負載電容15pf的話,兩邊個接27pf的差不多了,一般a為6.5~13.5pF中所提到的Cic,個人理解應(yīng)該是晶體內(nèi)部晶片引線間的寄生電容,此電容一般最大值在7pf(datasheet給出的值),實際一般在3~5pF,在計算外接的兩個電容值時,要考慮到此值。
晶體兩引腳之間所接的電阻,阻值一般在幾兆歐姆,原理kinpoagilent也講到了,實際批量產(chǎn)品應(yīng)用中如果有不易起振的情況一般加上有效,但是多數(shù)情況下,IC內(nèi)部已經(jīng)有了就不需要了。
對于晶體的外殼在生產(chǎn)時是否需要接地,從我們的產(chǎn)品大批量生產(chǎn)出貨來看的話,是沒有什么差別,在參觀晶體生產(chǎn)廠家時,有碰到專門在晶體外殼下放一個絕緣墊把晶體和板子隔開的產(chǎn)品,說是有客戶這么要求的,不知接地是否有明確的影響大家可以討論下。 有些晶體在使用時,會在晶體輸入引腳XI上串聯(lián)一個電阻,阻值在幾十到幾百歐姆間,有人說是改善輸入電平,實際調(diào)試時,會影響到頻偏精度。不知那位高手對此比較熟悉,請多多指點一下。
設(shè)計時,晶體下方和輸入輸出引線一般要盡可能的完整包地。 |