晶振的等效电路(晶振电路中如何选择电容C1C2)
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晶振电路的主要参数
您好,晶振电路的主要参数包括:
1.频率稳定度:指晶振电路在固定温度范围内的频率稳定性,通常用ppm(百万分之一)来表示。
2.频率偏差:指晶振电路的输出频率与理论频率之间的差异,通常用ppm来表示。
3.工作电压:晶振电路的正常工作电压范围,一般为3.3V或5V。
4.工作温度范围:晶振电路的正常工作温度范围,一般为-40℃至85℃。
5.负载电容:晶振电路所需的负载电容大小,通常为12-22pF。
6.振荡模式:晶振电路的振荡模式,包括平面振荡模式和谐振振荡模式。
7.稳定性:晶振电路的稳定性指的是其在不同工作条件下的频率稳定性,如温度、电压等。
8.Q值:晶振电路的Q值指的是其谐振回路的品质因素,一般越大表示振荡器性能越好。
51单片机晶振电路工作原理
51单片机系统,外接晶振是必须的(当然也可以外接时钟脉冲,但是很少用),因为单片机的运行必须依赖于稳定的时钟脉冲。但是随着技术的发展,现在很多单片机都已经集成了内部时钟,所以在一般的应用场合,可以不用外接晶振电路了。不过由于内部时钟容易受外界干扰,所以在要求严格的场合,晶振电路还是很有必要的。
该电路不只是有一个晶振,还有两个电容,这两个电容有什么作用呢?
这两个电容一般称为“匹配电容”或者“负载电容”、“谐振电容”。晶振电路中加这两个电容是为了满足谐振条件。一般外接电容,是为了使晶振两端的等效电容等于或接近负载电容。只有连接合适的电容才能满足晶振的起振要求,晶振才能正常工作。
晶振电路中如何选择电容C1C2
晶振旁边两个小电容是负载电容
在使用外部晶振作为芯片的系钟时,晶振需要串联两个负载小容。另小瞧这两个小电容哦,没有它们,晶振就没法工作了。
晶振旁边的负载电容有什么作用?芯片晶振引脚的内部通常是一个反相器,芯片晶振的两个引脚之间还需要连接一个电阻,使反相器在振荡初始时处与线性状态,但这个电阻一般集成在芯片的内部,反相器就好像一个有很大增益的放大器,为了方便起振,晶振连接在芯片晶振引脚的输入和输出之间,等效为一个并联谐振回路,振荡的频率就是石英晶振的并联谐振频率。晶振旁边的两个电容需要接地,,其实就是电容三点式电路的分压电容,接地点就是分压点,以分压点为参考点,振荡引脚的输入和输出是反相的,但从晶振两端来看,形成一个正反馈来保证电路能够持续振荡。芯片设计的时候,其实这两个电容就已经形成了,一般是两个的容量相等,但容量比较小,不一定适合很宽的振荡频率范围,所以需要外接两个负载电容。晶振旁边的负载电容怎么选择?负载电容需要根据晶振的规格来选择,晶振的规格书都会标示出负载电容的大小,一般都是几pF到几十pF。假如晶振规格要求用20pF的负载电容,因为两个负载电容是串联的,理论上需要选择两个40pF的负载电容。实际上MCU内部和PCB的线路上都会有一定的寄生电容,晶振的负载电容=[(C1*C2)/(C1+C2)]+Cic+△C,Cic+△C为MCU内部电容和PCB线路的寄生电容,一般是3~5pF,所以,在实际应用中会考虑用30pF~36pF的负载电容。晶振和负载电容布线注意事项为了让晶振能够可靠、稳定的起振,我们在布线时,需要让晶振和负载电容尽量的靠近芯片的晶振引脚。
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