什么是晶振的負載電容？（ZT）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。是指晶振要正常震蕩所需要的電容。一般外接電 容，是為了使晶振兩端的等效電容等于或接近負載電容。要求高的場合還要考慮 ic 輸入端的對地電容。應用時一般在給 出負載電容值附近調(diào)整可以得到精確頻率。此電容的大小主要影響負載諧振頻率和等效負載諧振電阻。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各種邏輯芯片的晶振引腳可以等效為電容三點式振蕩器. 晶振引腳的內(nèi)部通常是一個反相器, 或者是奇數(shù)個反相器串聯(lián). 在晶振輸出引腳 XO 和晶振輸入引腳 XI 之間用一個電阻連接, 對于 CMOS 芯片通常是數(shù) M 到數(shù)十 M 歐之間. 很 多芯片的引腳內(nèi)部已經(jīng)包含了這個電阻, 引腳外部就不用接了. 這個電阻是為了使反相器在振蕩初始時處與線性狀態(tài), 反相器就如同一個有很大增益的放大器, 以便于起振.石英晶體也連接在晶振引腳的輸入和輸出之間, 等效為一個并聯(lián)諧振回路, 振蕩頻率應該是石英晶體的并聯(lián)諧振頻率. 晶體旁邊的兩個電容接地, 實際上就是電容三點式電路的分壓電容, 接地點就是分壓點. 以接地點即分壓點為參考點, 振蕩引腳的輸入和輸出是反相的, 但從并聯(lián)諧振回路即石英晶體兩端來看, 形成一個正反饋以保證電路持續(xù)振蕩. 在芯 片設計時, 這兩個電容就已經(jīng)形成了, 一般是兩個的容量相等, 容量大小依工藝和版圖而不同, 但終歸是比較小, 不一定 適合很寬的頻率范圍.外接時大約是數(shù) PF 到數(shù)十 PF, 依頻率和石英晶體的特性而定. 需要注意的是: 這兩個電容串聯(lián)的值是并聯(lián)在諧振回 路上的, 會影響振蕩頻率. 當兩個電容量相等時, 反饋系數(shù)是 0.5, 一般是可以滿足振蕩條件的, 但如果不易起振或振蕩 不穩(wěn)定可以減小輸入端對地電容量, 而增加輸出端的值以提高反饋量. 設計考慮事項： 1.使晶振、外部電容器（如果有）與 IC 之間的信號線盡可能保持最短。
當非常低的電流通過 IC 晶振振蕩器時，如果線 路太長，會使它對 EMC、ESD 與串擾產(chǎn)生非常敏感的影響。而且長線路還會給振蕩器增加寄生電容。 2.盡可能將其它時鐘線路與頻繁切換的信號線路布置在遠離晶振連接的位置。3.當心晶振和地的走線 4.將晶振外殼接地如果實際的負載電容配置不當,第一會引起線路參考頻率的誤差.另外如在發(fā)射接收電路上會使晶振的振蕩幅度下降(不在 峰點),影響混頻信號的信號強度與信噪.當波形出現(xiàn)削峰,畸變時,可增加負載電阻調(diào)整(幾十 K 到幾百 K).要穩(wěn)定波形是并聯(lián)一個 1M 左右的反饋電阻.晶振電路中如何選擇電容 C1C2（1）因為每一種晶振都有各自的特性， ： 所以最好按制造廠商所提供的數(shù)值選擇外部元器件。 （2） ：在許可范圍內(nèi)，C1,C2 值越低越好。C 值偏大雖有利于振蕩器的穩(wěn)定，但將會增加起 振時間。 （3） ：應使 C2 值大于 C1 值，這樣可使上電時，加快晶振起振。 在石英晶體諧振器和陶瓷諧振器的應用中晶振 電容， 需要注意負載電容的選擇。 不同廠家生產(chǎn)的石英 晶體諧振器和陶瓷諧振器的特性和品質(zhì)都存在較大差異， 在選用時， 要了解該型號振蕩器的 關(guān)鍵指標，如等效電阻，廠家建議負載電容，頻率偏差等。
在實際電路中，也可以通過示波 器觀察振蕩波形來判斷振蕩器是否工作在最佳狀態(tài)。示波器在觀察振蕩波形時，觀察 OSCO 管腳(Oscillator output)，應選擇 100MHz 帶寬以上的示波器探頭，這種探頭的輸入阻抗高， 容抗小，對振蕩波形相對影響小。 （由于探頭上一般存在 10～20pF 的電容，所以觀測時， 適當減小在 OSCO 管腳的電容可以獲得更接近實際的振蕩波形） 。工作良好的振蕩波形應該 是一個漂亮的正弦波，峰峰值應該大于電源電壓的 70%。若峰峰值小于 70%晶振 電容，可適當減小 OSCI 及 OSCO 管腳上的外接負載電容。 反之， 若峰峰值接近電源電壓且振蕩波形發(fā)生畸變， 則可適當增加負載電容。 用示波器檢測 OSCI(Oscillator input)管腳，容易導致振蕩器停振，原因是：部分的探頭阻抗 小不可以直接測試，可以用串電容的方法來進行測試。 如常用的 4MHz 石英晶體諧振器， 通常廠家建議的外接負載電容為 10～30pF 左右。若取中心值 15pF，則 C1，C2 各取 30pF 可得到其串聯(lián)等效電容值 15pF。同時考慮到還另外存在的電路板分布電容，芯片管腳電容， 晶體自身寄生電容等都會影響總電容值，故實際配置 C1，C2 時，可各取 20～15pF 左右。
并且 C1，C2 使用瓷片電容為佳。 問：如何判斷電路中晶振是否被過分驅(qū)動？ 答：電阻 RS 常用來防止晶振被過分驅(qū)動。過分驅(qū)動晶振會漸漸損耗減少晶振的接觸電鍍， 這將引起頻率的上升?？捎靡慌_示波器檢測 OSC 輸出腳，如果檢測一非常清晰的正弦波， 且正弦波的上限值和下限值都符合時鐘輸入需要，則晶振未被過分驅(qū)動；相反，如果正弦波 形的波峰，波谷兩端被削平，而使波形成為方形，則晶振被過分驅(qū)動。這時就需要用電阻 RS 來防止晶振被過分驅(qū)動。判斷電阻 RS 值大小的最簡單的方法就是串聯(lián)一個 5k 或 10k 的 微調(diào)電阻，從 0 開始慢慢調(diào)高，一直到正弦波不再被削平為止。通過此辦法就可以找到最接 近的電阻 RS 值。
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