本文目录

1. 晶振电路中如何选择电容C1C2
2. 晶振都要接负载电容吗负载电容起什么作用
3. 有源晶振的负载电容重要吗
4. 晶振的原理及作用
5. 晶振怎么配电容呢
6. 有源晶振输出端接电容电阻的目的

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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晶振都要接负载电容吗负载电容起什么作用

晶振是和电容配合使用的，这里的电容是根据充电时间是极好的，不可不接。

有源晶振的负载电容重要吗

有源晶振属于主动元器件，不需要考虑负载电容是否匹配，无源晶振需要考虑负载电容的匹配问题。

什么是负载电容

所谓负载电容，是指晶振的两条引脚与单片机相连时内部及外部所有有效电容之和，可以理解成晶振和一个电容串联在电路中。在学单片机时，单片机所使用的无源晶振必须连接两个外部电容才可以起振，所以负载电容对无源晶振而言很重要。

无源晶振的负载电容匹配

前文说过，无源晶振需要匹配负载电容，在使用无源晶振时需要两个15-30pF的瓷片电容连接在晶振的两个引脚，另一端接地，如下图所示。

这两个电容的选取需要根据数据手册而定，一般而言，如果没有具体说明其范围在15-30pF之间。在使用DS1302时钟芯片设计电路时，所用的晶振为32.768KHz，要求晶振的负载匹配电容为6pF左右，否则走时可能不准确，我以前吃过这个亏。

有源晶振不需要负载电容

无源晶振不需要供电，只需要外接两个电容即可起振。而有源晶振是需要供电的，也不需要负载电容，也就不需要匹配负载电容。有源晶振与单片机连接的电路图如下所示。

有源晶振有四个引脚，其中两个引脚接电源，一个引脚为信号输出，另一个引脚接地或者悬空。

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晶振的原理及作用

1.晶振作用：给单片机正常工作提供稳定的时钟信号。原理：在石英晶体的两个极板上加一个电场，晶片会产生机械变形，对极板施加机械力使其变形，又会在极板上产生相应的电荷，这叫压电效应。如果在两个极板上加上交变的电压，晶片便会产生机械变形震荡，同时这种机械震荡还会产生交变的电场（比较的微小），但是当外加交变的电压的频率与晶片固有的频率（由其形状和尺寸决定）相等时，机械振动的幅度会加剧，产生交变电场也增大。叫做压电谐波。

2.即使去掉晶振，电路照样的能振荡，并且如果把那两个电容改成可调电容的话也能得到想要的某个频率，那还要晶振干什么：晶振、陶瓷谐振槽路、RC振荡器以及硅振荡器是适用于微控制器的四种时钟源。针对具体应用优化时钟源设计依赖于以下因素：成本、精度和环境参数。RC振荡器能够快速启动，成本也比较低，但通常在整个温度和工作电源电压范围内精度较差，会在标称输出频率的5%至50%范围内变化；但相对RC振荡器而言，基于晶振与陶瓷谐振槽路的振荡器通常能提供非常高的初始精度和较低的温度系数。

晶振怎么配电容呢

晶振配电容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。

有源晶振输出端接电容电阻的目的

有源晶振输出端接电容和电阻的目的是为了稳定和调整晶振的工作频率。具体作用如下：

1.稳定性：电容和电阻组成了一个低通滤波器，起到滤除高频噪声的作用。通过减少噪声干扰，可以提高晶振的稳定性，避免频率漂移和抖动。

2.加载能力：当晶振需要驱动较大的负载电容时，通过增加引入电容和电阻，可以提高晶振的加载能力，保证信号输出的稳定性。

3.频率调整：通过改变电容或电阻的数值，可以微调晶振的频率。增加电容会使晶振频率减小，减小电容会使晶振频率增加。在某些应用中，需要微调晶振频率以满足特定的要求，这时候可以通过调整电容或电阻来实现。

因此，连接电容和电阻到有源晶振的输出端可以提高晶振的稳定性、加载能力，并且可用于调整晶振频率。