對應MCU、ROMan">WiFi或USB HUB一般需外部提供時鐘信號，需要外掛一顆晶振，常有客戶問到，如何結(jié)合晶振的負載電容計算外匹配電容容值以及在晶振振蕩電路設(shè)計時需注意哪些事項，所以小編對此做一個歸納總結(jié)，如有不正確之處，歡迎指正。

（1）晶振負載電容定義

晶體元件的負載電容是指在電路中跨接晶體兩端的總的外界有效電容，是晶振要正常震蕩所需要的電容。如果從石英晶體插腳兩端向振蕩電路方向看進去的全部有效電容為該振蕩電路加給石英晶體的負載電容。石英晶體的負載電容的定義如下式：

其中：

CS為晶體兩個管腳之間的寄生電容（又名晶振靜態(tài)電容或Shunt Capacitance），在晶體的規(guī)格書上可以找到具體值晶振 負載電容，一般0.2pF~8pF不等。如圖二是某32.768KHz的電氣參數(shù)，其寄生電容典型值是0.85pF（在表格中采用的是Co）。

圖1、某晶體的電氣參數(shù)

CG指的是晶體振蕩電路輸入管腳到GND的總電容，其容值為以下三個部分的和。

● 需加外晶振主芯片管腳芯到GND的寄生電容 Ci

● 晶體震蕩電路PCB走線到到GND的寄生電容CPCB

● 電路上外增加的并聯(lián)到GND的外匹配電容 CL1

CD指的是晶體振蕩電路輸入管腳到GND的總電容。容值為以下三個部分的和。

● 需加外晶振主芯片管腳芯到GND的寄生電容, Co

● 晶體震蕩電路PCB走線到到gnd的寄生電容，CPCB

● 電路上外增加的并聯(lián)到GND的外匹配電容, CL2

圖1中標示出了CG，CD，CS的的組成部分。

圖2、晶體振蕩電路的概要組成

（2）晶體負載電容和頻偏之間的關(guān)系

負載電容（load capacitance）主要影響負載諧振頻率和等效負載諧振電阻，它與石英諧振器一起決定振蕩器的工作頻率，通過調(diào)整負載電容，一般可以將振蕩器的工作頻率調(diào)到標稱值。應用時我們一般外接電容，便是為了使晶振兩端的等效電容等于或接近負載電容，對于要求高的場合還要考慮ic輸入端的對地電容，這樣便可以使得晶振工作的頻率達到標稱頻率。

負載電容常用的標準值有12.5 pF，16 pF，20 pF，30pF,負載電容和諧振頻率之間的關(guān)系不是線性的，負載電容變小時，頻率偏差量變大；負載電容提高時，頻率偏差減小。圖3是一個晶體的負載電容和頻率的誤差的關(guān)系圖。

圖3、晶振誤差— 負載電容（22 pF 負載電容）

（3）晶振負載電容外匹配電容CL1及CL2計算

如圖3所示，如果晶振兩端的等效電容與晶振標稱的負載電容存在差異時，晶振輸出的諧振頻率將與標稱工作的工作頻率產(chǎn)生一定偏差（又稱之為頻偏），所以合理匹配合適的外加電容使晶振兩端的等效電容等于或接近負載電容顯得十分重要。

假設(shè)我們需要計算的電路參數(shù)如下所述。芯片管腳的輸入電容如圖三CN56XX所示，Ci=4.8pF；所需要采用的晶體規(guī)格如圖二所示，標稱負載電容CL=12.5pF，晶體的寄生電容CS=0.85pF。

我們可以得到下式：

為了保持晶體的負載平衡，在實際應用中，一般要求CG=CD，所以進一步可以得到下式：

根據(jù)CG的組成部分，可以得到：

CG=Ci+CPCB+CL1=23.3pF

晶體布線時都會要求晶體盡量靠近振蕩電路，所以CPCB一般比較小，取0.2pF；Ci=4.8pF。所以最終的計算結(jié)果如下：(CL2的計算過程類似)

CL1=CL2=18.3pF≈18pF

例外情況：

現(xiàn)在有很多芯片內(nèi)部已經(jīng)增加了補償電容（internal capacitance），所以在設(shè)計的時候，只需要選按照芯片datasheet推薦的負載電容值的選擇晶體即可，不需要額外再加電容。但是因為實際設(shè)計的寄生電路的不確定性晶振 負載電容，最好還是預留CL1/CL2的位置。