晶振等效RLC电路的负载电容-技术知识
晶振负载电容
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什么是晶振的负载电容?(ZT)晶体元件的负载电容是指在电路中跨接晶体两端的总的外界有效电容。
是指晶振要正常震荡所需要的电容。
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。
要求高的场合还要考虑i c输入端的对地电容。
应用时一般在给出负载电容值附近调整可以得到精确频率。
此电容的大小主要影响负载谐振频率和等效负载谐振电阻。
晶振的负载电容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C式中Cd,Cg为分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,Cic(集成电路内部电容)+△C(P CB上电容).就是说负载电容15pf的话,两边个接27pf的差不多了,一般a为6.5~13.5pF各种逻辑芯片的晶振引脚可以等效为电容三点式振荡器. 晶振引脚的内部通常是一个反相器, 或者是奇数个反相器串联. 在晶振输出引脚XO 和晶振输入引脚XI 之间用一个电阻连接, 对于CMOS 芯片通常是数M 到数十M 欧之间. 很多芯片的引脚内部已经包含了这个电阻, 引脚外部就不用接了. 这个电阻是为了使反相器在振荡初始时处与线性状态, 反相器就如同一个有很大增益的放大器, 以便于起振.石英晶体也连接在晶振引脚的输入和输出之间, 等效为一个并联谐振回路, 振荡频率应该是石英晶体的并联谐振频率. 晶体旁边的两个电容接地, 实际上就是电容三点式电路的分压电容, 接地点就是分压点. 以接地点即分压点为参考点,振荡引脚的输入和输出是反相的, 但从并联谐振回路即石英晶体两端来看, 形成一个正反馈以保证电路持续振荡. 在芯片设计时, 这两个电容就已经形成了, 一般是两个的容量相等, 容量大小依工艺和版图而不同, 但终归是比较小, 不一定适合很宽的频率范围.外接时大约是数P F 到数十PF, 依频率和石英晶体的特性而定. 需要注意的是: 这两个电容串联的值是并联在谐振回路上的, 会影响振荡频率. 当两个电容量相等时, 反馈系数是0.5, 一般是可以满足振荡条件的, 但如果不易起振或振荡不稳定可以减小输入端对地电容量, 而增加输出端的值以提高反馈量.设计考虑事项:1.使晶振、外部电容器(如果有)与IC之间的信号线尽可能保持最短。
晶振的负载电容静态电容等效电路
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晶振的负载电容静态电容等效电路晶体振荡器(简称晶振)是一种基于晶体谐振原理的电子元件,被广泛应用于各种电子设备中。
在晶振的实际应用中,负载电容是一个非常重要的参数,它决定了晶振的稳定性和频率精度。
本文将介绍晶振的负载电容静态电容等效电路。
一、晶振的工作原理晶振是一种利用晶体的谐振特性来产生稳定的高频振荡信号的电子元件。
晶振由晶体、激励电路和负载电容组成。
当激励电路给晶体施加一定的电压时,晶体会产生自身的振荡,这个振荡的频率由晶体的谐振频率决定。
晶体振荡频率的稳定性和精度主要由晶体的质量和负载电容决定。
二、负载电容的作用负载电容是指晶振中与晶体并联的电容。
负载电容的作用是为了稳定晶体振荡频率,使其能够在一个较大的温度范围内保持相对稳定的频率。
在晶振电路中,负载电容与晶体的串联等效电容就是晶振的静态电容。
负载电容的大小对晶振的频率稳定性和精度有着直接的影响。
三、负载电容静态电容等效电路晶振的负载电容静态电容等效电路如图所示。
在电路中,晶体的串联等效电容为C1,负载电容为C2。
这两个电容并联后,等效电容C 等就是晶振的静态电容。
晶振的负载电容静态电容等效电路四、负载电容的选择负载电容的选择应根据晶体的特性和应用场合来确定。
一般来说,负载电容的大小应为晶体串联等效电容的两倍,这样可以保证晶振的频率稳定性和精度。
负载电容的类型有很多种,常用的有铝电解电容、钽电解电容和陶瓷电容等。
不同类型的电容有着不同的特性和适用范围,选择时应根据具体情况进行选择。
五、总结晶振的负载电容静态电容等效电路是晶振电路中一个非常重要的参数。
负载电容的大小直接影响晶振的频率稳定性和精度。
选择合适的负载电容可以保证晶振的工作稳定性和精度。
在实际应用中,应根据晶体的特性和应用场合来选择合适的负载电容。
详细讲解晶振,一篇文章学会计算晶振的负载电容,电阻选型(1)
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详细讲解晶振,一篇文章学会计算晶振的负载电容,电阻选型(1)前言作为一名硬件工程师,从接触单片机的那天,就看到MCU的旁边经常看到会用到晶振,经常的旁边往往会放两个电容,有时候还会再放个电阻,很多硬件工程师都是看别的工程师放多大的电容,电阻,自己也跟着放,这样也没错,但是知其然不知其所以然,对你的硬件水平提高是没有任何帮助的,今天我们就讲一下晶振电路,以及晶振外围阻容器件的选型计算,下一篇文章会讲晶振和MCU是否匹配已经晶振常见问题处理。
晶振晶振电路晶振电路有两种,一种是Pierce电路,另外一种是Colpitts电路,其实就是两种晶振拓扑,比较常用的是Pierce电路。
所以我们大概介绍一下Colpitts电路的特点就跳过了,采用Colpitts电路的晶振的缺点是晶振两端会有杂散电抗,此时比较难考虑杂散电抗的影响,说白了就是计算起来比较麻烦,电路可靠性也更低,还会在晶振两端形成DC偏置电压,有点是电路有振幅限制,从而功耗更低,对外部电路辐射干扰更小。
我们重点要介绍的是Pierce电路,具体电路就是下图这种形式,也是最常见的拓扑图,该电路一般由非门电路(增益特别大的运放),反馈电阻,负载电容构成,电容和晶振是外置的,一般要自己选型,运放和反馈电阻一般集成在IC内部,启动速度更快,可靠性更高,所以说除非有很严苛的功耗要求,一般推荐使用此电路。
1)Rs是限流电阻,Rs的值越小,晶振启动速度越快,为了避免晶振过驱动,Rs也不能过小,在高频晶振中,Rs可以短路。
2)Rb是反馈电阻,为运放输入提供反馈,让运放工作在线性区,当运放工作在线性区时,晶振才能正常起振,当然反馈电阻Rb也会影响运放的环路增益,反馈电阻越大,增益越大。
阻容元件计算1)负载电容计算Cl=(C1*C2) / (C1+C2)+Cs+CpCs就是晶振内部的杂散电容,晶振规格书中一般会标出该值,Cp 就是PCB板上的走线以及晶振引脚的寄生电容,Cs和Cp的电容加起来总计2-8pF,最准确的方法是通过测试晶振输出波形来确认负载电容是否合适。
晶振负载电容和匹配电容的计算
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晶振负载电容和匹配电容的计算
晶振负载电容和匹配电容的计算
晶振是电子设备中常用的一种元器件,其主要作用是产生稳定的时钟信号。
为了保证晶振能正常工作,需要进行负载电容和匹配电容的计算。
首先,负载电容的作用是让晶振的输出信号稳定,保证其频率准确无误。
负载电容的大小取决于晶振的特性和工作条件,可以通过以下公式计算:
C = (CL - CI) / 2
其中,C表示负载电容的大小,CL表示晶振的额定负载电容,CI表示晶振内部的等效电容。
需要注意的是,负载电容的大小应该略大于计算值,以确保晶振能够正常工作。
其次,匹配电容的作用是将晶振的阻抗与系统的阻抗匹配,提高信号传输的效率和稳定性。
匹配电容的大小取决于晶振的特性和系统设计,可以通过以下公式计算:
C = 1 / (2 * pi * f * R)
其中,C表示匹配电容的大小,f表示晶振的频率,R表示晶振的等效电阻。
需要注意的是,匹配电容的大小应该略小于计算值,以避免过度匹配导致信号失真。
总的来说,晶振负载电容和匹配电容的计算是晶振应用中非常重要的一步,需要根据实际情况进行精确计算和调整,以确保晶振能够稳定工作,提高系统的性能和可靠性。
晶振等效电路中的各个参数
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晶振等效电路中的各个参数
在晶振的等效电路中,有几个重要的参数,包括:
1. 谐振频率(Resonance Frequency):晶振的谐振频率是指在晶体的压电效应下,电路中产生的机械振动的频率。
这个频率是晶振的主要特性,通常以 MHz 或 kHz 为单位表示。
2. 负载电容(Load Capacitance):负载电容是指与晶振并联的电容,它会影响晶振的谐振频率和工作稳定性。
负载电容的大小需要根据具体的晶振规格和应用要求来选择。
3. 动态电阻(Dynamic Resistance):动态电阻是指晶振在谐振频率下的等效电阻。
它反映了晶体在振动过程中的能量损耗,动态电阻的值越小,晶振的能量损耗就越小,效率就越高。
4. 激励电平(Excitation Level):激励电平是指晶振所需的最小驱动功率。
晶振需要一定的激励电平时才能正常工作,如果激励电平过低,晶振可能无法起振或工作不稳定。
5. 品质因数(Quality Factor):品质因数是衡量晶振谐振特性的参数,它反映了晶振的频率选择性和能量损耗。
品质因数越高,晶振的频率稳定性和抗干扰能力就越强。
这些参数对于晶振的设计、选择和应用非常重要。
在实际使用中,需要根据具体的应用需求和晶振规格来确定合适的参数值,以确保晶振能够正常工作并满足性能要求。
如果你需要更详细的关于晶振等效电路中各个参数的信息,建议查阅相关的技术资料或咨询专业的工程师。
无源晶振负载电容计算公式
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无源晶振负载电容计算公式无源晶振是在没有外部电源情况下工作的一种晶振,它通常使用晶体振荡电路共振实现。
在实际应用中,无源晶振负载电容的选择对于晶振的性能和稳定性都有非常大的影响。
因此,正确的无源晶振负载电容计算是非常重要的。
以下是无源晶振负载电容计算公式及其相关内容。
1.公式介绍在无源晶振中,负载电容值的选择决定了晶振频率的稳定性和精度。
负载电容的大小取决于晶体振荡器的谐振频率和谐振回路的特性阻抗。
无源晶振负载电容计算公式如下:C = 1 / (4π^2 × f^2 × L)其中,C为负载电容值,f为晶振频率,L为谐振回路的等效电感值。
2.计算步骤计算无源晶振负载电容的步骤如下:(1) 确定晶振的工作频率f。
(2) 计算谐振回路的等效电感值L。
(3) 根据计算公式计算出负载电容值C。
(4) 选择最接近计算结果的标准电容值作为负载电容。
3.注意事项在进行无源晶振负载电容计算时,需要注意以下几点:(1) 负载电容值应选择最接近计算结果的标准电容值,通常可选择10pF、22pF、33pF、47pF等。
(2) 谐振回路的等效电感值需要考虑电路布局、线路长度等因素的影响。
(3) 在选用负载电容时,应尽量保证各种工作条件下晶振的谐振频率稳定。
4.应用场景无源晶振负载电容计算适用于晶振频率在几百kHz至几十MHz之间的无源晶振电路。
在实际应用中,它主要应用于各种电子设备和电路中,如电子钟、计数器、计时器、遥控器等。
总之,无源晶振负载电容计算在无源晶振电路中有着非常重要的作用。
通过正确的计算方法可以使无源晶振在各种工作条件下都能具有稳定的谐振频率和良好的稳定性。
晶振负载电容
![晶振负载电容](https://img.taocdn.com/s3/m/0f455efac0c708a1284ac850ad02de80d4d80601.png)
晶振负载电容
晶振负载电容(Load Capacitor)是晶振实际应用中使用最普遍的电容物理实体,它根据晶振使用环境特性,它的特性由两部分组成,即其本身的电容以及晶振的谐振系统的负载特征。
此外,晶振负载电容还具有控制晶振谐振环境的能力。
晶振负载实体具有两个主要要素:一是晶体管,二是电容,这两个要素组合在一起形成一个实体,实体定义晶振上电磁场负载抗阻,以做完整的晶振系统,由实体负载抗阻具有控制电场谐振特性,将晶体振荡器功能连接起来,形成实体本身。
晶振负载电容(Load Capacitor)的应用完全是取决于系统的特点。
由于它的作用,它的电容特性值应根据不同的谐振系统选择,其值可调节波形特性,使其最终符合应用要求。
晶振负载电容的最重要的性能就是精密的谐振特性,其以恒定的数值来衡量,一般是在范围1-1000Hz之间进行测量。
除此之外,它还具有高品质因数、低谐振值抖动、特殊谐振特性、抗谐振特性等功能。
此外,晶振负载电容在电子设备中还具有消除电子元件辐射杂散和减轻电路信号谐波及其他应用中也有用到它的典型环境。
晶振数据手册标注的负载电容 跟频率
![晶振数据手册标注的负载电容 跟频率](https://img.taocdn.com/s3/m/4deaf6eb8ad63186bceb19e8b8f67c1cfad6ee0f.png)
晶振数据手册标注的负载电容跟频率
晶振数据手册标注的负载电容和频率是两个非常重要的参数,在晶振的选择和使用过
程中至关重要。
以下是对这两个参数的详细解释。
1. 负载电容
负载电容是指晶振输出的信号需要接到一个电容上,该电容称为负载电容,用来平衡
输出信号的阻抗,提供适当的相位移动,并抵消系统中的干扰信号。
在晶振数据手册上,
通常会标注一个推荐的负载电容值,这个值的大小与晶振的频率、输出功率以及设备的特
定应用有关。
举个例子,常见的32.768kHz的无源晶振,在数据手册上推荐的负载电容通常是
12.5pF。
这个值是经过仔细计算得出的,通过与晶振的内部电容和电感相匹配,可以达到
最佳的输出波形和最小的相位误差。
如果使用的负载电容过大或过小,都可能导致晶振输
出波形不稳定,从而影响系统的正常工作。
2. 频率
频率是指晶振输出信号的频率,它也是晶振选择的最基本的参数之一。
晶振的频率通
常在数据手册上标注为一个固定值,例如16MHz或32.768kHz。
同样,频率也与晶振内部
的电容和电感有关,由晶振的振荡回路决定。
在使用晶振时,必须确保其频率符合系统的要求,否则会导致应用程序中的时序错误。
在实际应用中,为了确保晶振的输出频率能够满足精度要求,通常需要校准和调整,这可
以通过使用频率计等仪器来实现。
总之,负载电容和频率是晶振数据手册中最重要的参数,它们对设备的性能和可靠性
都有非常大的影响。
在选择和使用晶振时,务必要注意这些参数的适用范围和实际值,以
确保系统的正常工作。
晶振的负载电容静态电容等效电路
![晶振的负载电容静态电容等效电路](https://img.taocdn.com/s3/m/c1c3fbfa2dc58bd63186bceb19e8b8f67c1cefbb.png)
晶振的负载电容静态电容等效电路晶体振荡器是一种能够产生稳定频率的电子设备,广泛应用于各种电子设备和系统中。
而晶体振荡器的负载电容则是晶振电路中的一个重要参数,它对晶体振荡器的性能有着重要的影响。
我们来了解一下晶体振荡器的基本原理。
晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应,将电能转化为机械振动,并通过机械振动产生稳定的电信号。
在晶体振荡器中,晶体的振动频率由晶片的厚度和晶体的谐振频率决定。
为了使晶体振荡器能够正常工作,需要在晶体上加上一个适当的负载电容。
负载电容是晶体振荡器中与晶体并联连接的电容。
在晶振电路中,晶体振荡器和负载电容构成了一个并联谐振电路。
负载电容的作用是改变晶体振荡器的谐振频率,使其与晶体的固有频率相匹配。
通过调节负载电容的数值,可以实现对晶体振荡器频率的微调。
在晶体振荡器中,负载电容不仅影响振荡器的频率,还对其启动时间和稳定性等性能参数有一定的影响。
首先,负载电容的数值越大,振荡器的频率越低;反之,负载电容的数值越小,振荡器的频率越高。
因此,通过调节负载电容的数值,可以实现对振荡器频率的微调。
负载电容还会影响晶体振荡器的启动时间。
启动时间是指晶体振荡器从断电状态下开始振荡到正常工作所需的时间。
负载电容的数值越大,振荡器的启动时间越长;反之,负载电容的数值越小,振荡器的启动时间越短。
因此,在实际应用中,需要根据具体的要求来选择合适的负载电容数值,以实现对振荡器启动时间的控制。
负载电容还会影响晶体振荡器的稳定性。
稳定性是指晶体振荡器输出频率的稳定程度。
负载电容的数值越大,晶体振荡器的稳定性越好;反之,负载电容的数值越小,振荡器的稳定性越差。
因此,在设计晶体振荡器时,需要根据具体的应用需求,选择适当的负载电容数值,以实现对振荡器稳定性的控制。
总结起来,晶体振荡器的负载电容是晶振电路中的一个重要参数,它对晶体振荡器的频率、启动时间和稳定性等性能有着重要的影响。
通过调节负载电容的数值,可以实现对振荡器频率的微调,控制启动时间和稳定性。
晶振的等效电路
![晶振的等效电路](https://img.taocdn.com/s3/m/1dfa40f988eb172ded630b1c59eef8c75ebf955e.png)
晶振的等效电路1. 引言晶振是现代电子设备中常见的一种元器件,它在电子电路中起到了非常重要的作用。
本文将详细探讨晶振的等效电路,包括晶振的工作原理、等效电路的组成和理论基础等方面。
2. 晶振的工作原理晶振是一种利用压电效应产生机械振动的元器件。
其工作原理基于压电材料在外加电场的作用下发生机械变形,从而产生振动。
3. 晶振的等效电路晶振的等效电路是用于描述晶振在电路中的行为和特性的电路模型。
晶振的等效电路通常由晶体谐振器、放大器和负载等组成。
3.1 晶体谐振器晶体谐振器是晶振的核心部分,它由压电晶体和谐振回路组成。
晶体谐振器的作用是将电能转化为机械能,并通过谐振回路将机械能反馈给压电晶体,从而产生振荡。
3.2 放大器放大器是晶振等效电路中的重要组成部分,它负责放大晶体谐振器产生的微弱振荡信号,使其能够驱动后续电路。
3.3 负载负载是晶振等效电路中的最终接收器,它通常是后续电路或设备。
负载的特性对晶振的稳定性和性能有着重要影响。
4. 晶振等效电路的理论基础晶振等效电路的理论基础主要包括晶体谐振器的谐振频率和阻抗特性、放大器的放大倍数和频率响应以及负载的阻抗匹配等方面。
4.1 晶体谐振器的谐振频率和阻抗特性晶体谐振器的谐振频率是指在特定条件下晶体谐振器产生最大振幅的频率。
晶体谐振器的谐振频率与晶体的物理尺寸、晶格结构和材料特性等因素密切相关。
4.2 放大器的放大倍数和频率响应放大器的放大倍数是指输入信号经过放大器后的输出信号与输入信号的比值。
放大器的频率响应描述了放大器在不同频率下的放大能力。
4.3 负载的阻抗匹配负载的阻抗匹配是指负载的阻抗与晶振等效电路的输出阻抗之间的匹配程度。
阻抗匹配的好坏直接影响到晶振输出信号的传输效果和负载的工作状态。
5. 晶振等效电路的应用晶振等效电路广泛应用于各种电子设备中,例如通信设备、计算机和消费电子产品等。
晶振等效电路的稳定性和精度对设备的正常运行和性能有着重要影响。
晶振负载电容的作用
![晶振负载电容的作用](https://img.taocdn.com/s3/m/a030d30ceffdc8d376eeaeaad1f34693daef101f.png)
晶振负载电容的作用
晶振是电子设备中常用的一种元件,它可以产生稳定的高频信号。
在晶振电路中,负载电容是一个非常重要的元件,它可以对晶振的工作频率、稳定性和振荡幅度等方面产生影响。
本文将重点讨论晶振负载电容的作用。
负载电容可以影响晶振的工作频率。
晶振的频率是由晶体的物理特性决定的,但是负载电容也会对晶振频率产生影响。
负载电容越大,晶振的频率越低;负载电容越小,晶振的频率就越高。
因此,在设计晶振电路时,需要根据实际需要选择合适的负载电容,以确保晶振的工作频率符合要求。
负载电容还可以影响晶振的稳定性。
晶振是一种高精度的元件,其稳定性非常重要。
在晶振电路中,负载电容可以对晶振稳定性产生影响,因为晶振在工作过程中会受到外界干扰,比如温度变化、电路噪声等。
如果负载电容选取不当,就会导致晶振的稳定性下降。
因此,在选择负载电容时,需要考虑晶振的稳定性要求,选用合适的负载电容。
负载电容还可以影响晶振的振荡幅度。
晶振的振荡幅度是指晶振信号的幅度大小,它对于电路的运行稳定性和信号传输质量都有着重要影响。
负载电容的大小会影响晶振信号的振荡幅度,负载电容越大,晶振信号的振荡幅度就越小;负载电容越小,晶振信号的振荡
幅度就越大。
因此,在选择负载电容时,需要根据具体情况选择合适的负载电容,以确保晶振信号的振荡幅度符合要求。
晶振负载电容是晶振电路中非常重要的一个元件,它可以影响晶振的工作频率、稳定性和振荡幅度。
在设计晶振电路时,需要根据具体要求选择合适的负载电容,以确保晶振的性能符合要求。
晶振的负载电容
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晶振要求的谐振电容值的含义请老师指教:晶振的参数里有配用的谐振电容值。
比如说32.768K的是12.5pF;4.096M的是20pF. 这个值和实际电路中晶振上接的两个电容值是什么关系?像DS1302用的就是32.768K的晶振,它内部的电容是6pF的回答:你所说的是晶振的负载电容值。
指的是晶振交流电路中,参与振荡的,与晶振串联或并联的电容值。
晶振电路的频率主要由晶振决定,但既然负载电容参与振荡,必然会对频率起微调作用的。
负载电容越小,振荡电路频率就会越高4.096MHz的负载电容为20pF,说明晶振本身的谐振频率<4.096MHz,但如果让20pF的电容参与振荡,频率就会升高为4.096MHz。
或许有人会问为什么这么麻烦,不如将晶振直接做成4.096MHz而不用负载电容?不是没有这样的晶振,但实际电路设计中有多种振荡形式,为了振荡反馈信号的相移等原因,也有为了频率偏差便于调整等原因,大都电路中均有电容参与振荡。
为了准确掌握晶振电路中该用多大的电容,只要把握晶体负载电容应等于振荡回路中的电容+杂散电容就可以了。
你所说的IC中6pF的电容就可看作杂散电容晶振的负载电容晶体元件的负载电容是指在电路中跨接晶体两端的总的外界有效电容。
是指晶振要正常震荡所需要的电容。
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。
要求高的场合还要考虑ic输入端的对地电容。
应用时一般在给出负载电容值附近调整可以得到精确频率。
此电容的大小主要影响负载谐振频率和等效负载谐振电阻。
晶振的负载电容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C式中Cd,Cg为分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,Cic(集成电路内部电容)+△C(PCB上电容).就是说负载电容15pf的话,两边个接27pf的差不多了,一般a为6.5~13.5pF 各种逻辑芯片的晶振引脚可以等效为电容三点式振荡器. 晶振引脚的内部通常是一个反相器, 或者是奇数个反相器串联. 在晶振输出引脚XO 和晶振输入引脚XI 之间用一个电阻连接, 对于CMOS 芯片通常是数M 到数十M 欧之间. 很多芯片的引脚内部已经包含了这个电阻, 引脚外部就不用接了. 这个电阻是为了使反相器在振荡初始时处与线性状态, 反相器就如同一个有很大增益的放大器, 以便于起振. 石英晶体也连接在晶振引脚的输入和输出之间, 等效为. 晶体旁边的两个接地点就是分压点. 以接地, 但从并联谐振回路即石英晶体两端来看, 形成一个正反馈以保证电路持续振荡. 在芯片设计时, 这两个电容就已经形成了, 一般是两个的容量相等, 容量大小依工艺和版图而不同, 但终归是比较小, 不一定适合很宽的频率范围. 外接时大约是数PF 到数十PF, 依频率和石英晶体的特性而定. 需要注意的是: 这两个电容串联的值是并联在谐振回路上的, 会影响振荡频率. 当两个电容量相等时, 反馈系数是0.5, 一般是可以满足振荡条件的, 但如果不易起振或振荡不稳定可以减小输入端对地电容量, 而增加输出端的值以提高反馈量.设计考虑事项:1.使晶振、外部电容器(如果有)与IC之间的信号线尽可能保持最短。
晶振的负载电容的作用
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晶振的负载电容的作用
晶振的负载电容的作用
晶振是一种微小的电气元件,它由一块小型的石英晶片和两个新型电容器构成。
它可以实现准确的时间控制,是电子产品中重要的组件。
负载电容是晶振的重要组成部分,它的作用是什么?
晶振中的负载电容是晶振的振荡器部分,它起到调节晶振频率的作用。
它可以改变晶振的共振频率,使其接近指定频率,从而实现稳定的定时。
负载电容的内部结构其实是由上下两个电容板和一个晶振构成的。
事实上,它的作用是将晶体能量连接到电容板,以形成一个内部电路,从而使被调节频率更接近预定频率。
晶振的负载电容通常由容量较小的电容(EGG)和容量较大的电容(ECC)组成。
容量较小的电容可以降低晶体上的电压,从而保证晶体的正常工作。
容量较大的电容可以吸收振荡能量,防止外部干扰,从而保证晶振输出的准确性。
总之,负载电容可以为晶振实现准确时间控制。
它可以用来调节晶振频率,使其接近指定频率,从而实现精确的定时,从而为电子产品提供准确的控制能力。
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晶振的负载电容计算
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晶振的负载电容计算晶振是现代电子设备中广泛应用的一种元件,它通常用于产生稳定的时钟信号。
在真实的应用中,晶振的负载电容是非常重要的参数,它会影响晶振的工作性能和稳定性。
因此,正确计算晶振的负载电容是非常关键的。
在本文中,我们将详细解释晶振的负载电容的概念、计算方法以及如何选择合适的负载电容。
首先,让我们来了解一下什么是晶振的负载电容。
负载电容是指连接到晶振输出端的电容,它起到稳定晶振频率和提供稳定输出信号的作用。
晶振的负载电容主要有两个作用:一是提供额外的负载来稳定晶振的振荡频率;二是通过电容的滤波作用来稳定输出信号,减少噪声干扰。
那么如何正确计算晶振的负载电容呢?首先,我们需要了解晶振的额定频率及其频率容限。
晶振的额定频率是指晶振在正常工作范围内所振荡的频率,而频率容限是指晶振的频率可以偏离额定频率的范围。
一般情况下,晶振的频率容限通常是一个百分比范围,例如正负50ppm(百万分之五十)。
接下来,我们需要计算晶振的负载电容。
计算公式如下:负载电容(C1)= (晶振频率容限的上限值 - 额定频率) /(晶振频率容限的上限值 - 晶振频率容限的下限值)× 额定负载电容(C0)其中,额定负载电容(C0)是指晶振在设计阶段预先确定的一个初始负载电容值,它通常是晶振厂家给出的建议值。
在选择合适的负载电容时,有几个关键点需要考虑。
首先是负载电容的类型,根据不同的应用需求,可以选择电解电容、陶瓷电容或铝电解电容等。
其次是负载电容的容值,通常应根据晶振的额定频率及频率容限进行计算得出合适的负载电容值。
最后还需要考虑负载电容的精度和稳定性,以确保晶振工作的可靠性和稳定性。
综上所述,正确计算晶振的负载电容是非常重要的。
合理选择合适的负载电容可以确保晶振的稳定性和工作性能。
因此,在设计电子设备时,我们应该仔细考虑晶振的负载电容,并根据计算方法选择合适的负载电容类型、容值和精度,以满足我们的设计需求。
晶振手册中的负载电容
![晶振手册中的负载电容](https://img.taocdn.com/s3/m/ecddfc02e3bd960590c69ec3d5bbfd0a7956d530.png)
晶振手册中的负载电容晶振的负载电容是指晶振电路中用来对晶体振荡器的振动特性进行调整的电容器。
在晶振电路中,负载电容是非常重要的,它直接影响着晶振器的频率稳定性和振荡幅度。
晶振的频率主要取决于晶振器内部的振动特性和外部电路的负载特性。
在实际应用中,为了使晶振器的工作频率稳定,通常会在晶振器的输出引脚和地之间串联一个负载电容C1和串联一个反馈电容C2。
负载电容的作用是增加晶振电路的负载,从而保证振荡幅度稳定。
当晶振器输出信号经过负载电容时,负载电容所形成的电容网络就对晶体振荡器的振动特性进行调整。
如果负载电容的大小不合适,振荡信号就会出现频率偏移,导致晶振器的频率稳定性降低。
负载电容的大小可以通过实验和计算来确定。
实验方法是通过改变负载电容的大小,观察晶振器的输出波形,确定稳定频率的大小。
计算方法是通过计算晶振器的特性参数,根据公式来计算出负载电容的大小。
一般来说,负载电容的大小和晶振器的频率有关,因此在选择负载电容时要考虑晶振器的频率范围。
此外,还要考虑晶振器的工作环境和应用要求。
例如,一些应用场合需要晶振器具有较高的频率稳定性和抗震能力,因此需要使用高精度的负载电容和抗震负载电容。
在实际应用中,负载电容的选择和布局也非常重要。
一般来说,负载电容应该尽量靠近晶振器,以减小电路中的干扰和噪声。
此外,还应该选择尽量小的负载电容,以减少负载电容对信号的衰减和延迟。
总之,负载电容是晶振电路中非常重要的组成部分,直接关系到晶振器的性能和稳定性。
因此,在选用和布局负载电容时,应该根据实际应用要求和晶振器的特性进行调整,以保证晶振器的工作性能和稳定性。
有效电容之和—负载电容
![有效电容之和—负载电容](https://img.taocdn.com/s3/m/a36fd40f10a6f524ccbf8598.png)
有效电容之和—负载电容负载是指连接在电路中的电源两端的电子元件。
电路中不应没有负载而直接把电源两极相连,此连接称为短路。
常用的负载有电阻、引擎和灯泡等可消耗功率的元件。
不消耗功率的元件,如电容,也可接上去,但此情况为断路。
负载电容是指晶振的两条引线连接IC块内部及外部所有有效电容之和,可看作晶振片在电路中串接电容。
1、定义负载电容是指晶振的两条引线连接IC块内部及外部所有有效电容之和,可看作晶振片在电路中串接电容。
负载频率不同决定振荡器的振荡频率不同。
标称频率相同的晶振,负载电容不一定相同。
因为石英晶体振荡器有两个谐振频率,一个是串联揩振晶振的低负载电容晶振:另一个为并联揩振晶振的高负载电容晶振。
所以,标称频率相同的晶振互换时还必须要求负载电容一致,不能冒然互换,否则会造成电器工作不正常。
把电能转换成其他形式的能的装置叫做负载。
电动机能把电能转换成机械能,电阻能把电能转换成热能,电灯泡能把电能转换成热能和光能,扬声器能把电能转换成声能。
电动机、电阻、电灯泡、扬声器等都叫做负载。
晶体三极管对于前面的信号源来说,也可以看作是负载。
对负载最基本的要求是阻抗匹配和所能承受的功率。
2、负载分类感性负载:即和电源相比当负载电流滞后负载电压一个相位差时负载为感性(如负载为电动机;变压器;)容性负载:即和电源相比当负载电流超前负载电压一个相位差时负载为容性(如负载为补偿电容)阻性负载:即和电源相比当负载电流负载电压没有相位差时负载为阻性(如负载为白帜灯;电炉)容性负载,即具有电容的性质,(充放电,电压不能突变)感性负载,即具有电感的性质,(磁场,电流不能突变)混联电路中容抗比感抗大,电路呈容性反之为感性3、负载柜自动交流负载箱(柜)主要用于电力、电信等部门及生产厂家的在线大功率UPS、逆变器、开关电源及柴油发电机组的性能检测、老化等场合。
统一分段式功率投入,能耗式工作模式,强制风冷式散热,大大保证了恒功率放电的可靠性;内部散热元件采用干式电阻,强制风冷式散热。
晶振与匹配电容的全面总结
![晶振与匹配电容的全面总结](https://img.taocdn.com/s3/m/a4322e2ba9114431b90d6c85ec3a87c240288a21.png)
晶振与匹配电容的全面总结1、匹配电容-----负载电容是指晶振要正常震荡所需要的电容。
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。
要求高的场合还要考虑ic输入端的对地电容。
一般晶振两端所接电容是所要求的负载电容的两倍。
这样并联起来就接近负载电容了。
2、负载电容是指在电路中跨接晶体两端的总的外界有效电容。
他是一个测试条件,也是一个使用条件。
应用时一般在给出负载电容值附近调整可以得到精确频率。
此电容的大小主要影响负载谐振频率和等效负载谐振电阻。
3、一般情况下,增大负载电容会使振荡频率下降,而减小负载电容会使振荡频率升高。
4、负载电容是指晶振的两条引线连接IC块内部及外部所有有效电容之和,可看作晶振片在电路中串接电容。
负载频率不同决定振荡器的振荡频率不同。
标称频率相同的晶振,负载电容不一定相同。
因为石英晶体振荡器有两个谐振频率,一个是串联揩振晶振的低负载电容晶振:另一个为并联揩振晶振的高负载电容晶振。
所以,标称频率相同的晶振互换时还必须要求负载电容一至,不能冒然互换,否则会造成电器工作不正常。
晶振旁的电阻(并联与串联)一份电路在其输出端串接了一个22K的电阻,在其输出端和输入端之间接了一个10M的电阻,这是由于连接晶振的芯片端内部是一个线性运算放大器,将输入进行反向180度输出,晶振处的负载电容电阻组成的网络提供另外180度的相移,整个环路的相移360度,满足振荡的相位条件,同时还要求闭环增益大于等于1,晶体才正常工作。
晶振输入输出连接的电阻作用是产生负反馈,保证放大器工作在高增益的线性区,一般在M欧级,输出端的电阻与负载电容组成网络,提供180度相移,同时起到限流的作用,防止反向器输出对晶振过驱动,损坏晶振。
和晶振串联的电阻常用来预防晶振被过分驱动。
晶振过分驱动的后果是将逐渐损耗减少晶振的接触电镀,这将引起频率的上升,并导致晶振的早期失效,又可以讲drive level调整用。
用来调整drive level和发振余裕度。
晶振电路中电容的作用
![晶振电路中电容的作用](https://img.taocdn.com/s3/m/ba2d6c15590216fc700abb68a98271fe910eaf8d.png)
晶振电路中电容的作用
晶振电路中电容的作用与意义是非常重要的,它主要分为两个方面:第一,它是晶振电路的重要组成部分,没有它晶振电路就无法正常工作;第二,它可以影响晶振输出频率和频率的稳定性。
在晶振电路中,电容主要用来控制晶体管的反馈电路,为晶振电路提供必要的负反馈,从而使晶振输出的频率得以稳定。
晶振电路中的电容分为输入电容和输出电容两种。
输入电容主要是起到隔直、耦合的作用,对输入信号进行滤波和调整,同时可以对晶振的起振条件进行调整,从而使晶振电路更加稳定;输出电容则主要是起到隔直、耦合的作用,对输出信号进行滤波和调整,使其更加稳定,同时可以减少输出信号的噪声。
总之,在晶振电路中,电容的作用是非常关键的,它可以保证晶振电路的工作稳定性,使晶振输出频率更加精确和稳定。
因此,在晶振电路设计和制作中,需要充分考虑电容的选择和使用,以保证晶振电路的正常工作。
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晶振与匹配电容的总结
![晶振与匹配电容的总结](https://img.taocdn.com/s3/m/493b2cd25022aaea998f0f9c.png)
晶振与匹配电容的总结1.匹配电容-----负载电容是指晶振要正常震荡所需要的电容。
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。
要求高的场合还要考虑ic输入端的对地电容。
一般晶振两端所接电容是所要求的负载电容的两倍。
这样并联起来就接近负载电容了。
2.负载电容是指在电路中跨接晶体两端的总的外界有效电容。
他是一个测试条件,也是一个使用条件。
应用时一般在给出负载电容值附近调整可以得到精确频率。
此电容的大小主要影响负载谐振频率和等效负载谐振电阻。
3.一般情况下,增大负载电容会使振荡频率下降,而减小负载电容会使振荡频率升高4.负载电容是指晶振的两条引线连接IC块内部及外部所有有效电容之和,可看作晶振片在电路中串接电容。
负载频率不同决定振荡器的振荡频率不同。
标称频率相同的晶振,负载电容不一定相同。
因为石英晶体振荡器有两个谐振频率,一个是串联揩振晶振的低负载电容晶振:另一个为并联揩振晶振的高负载电容晶振。
所以,标称频率相同的晶振互换时还必须要求负载电容一至,不能冒然互换,否则会造成电器工作不正常。
一份电路在其输出端串接了一个22K的电阻,在其输出端和输入端之间接了一个10M 的电阻,这是由于连接晶振的芯片端内部是一个线性运算放大器,将输入进行反向180度输出,晶振处的负载电容电阻组成的网络提供另外180度的相移,整个环路的相移360度,满足振荡的相位条件,同时还要求闭环增益大于等于1,晶体才正常工作。
晶振输入输出连接的电阻作用是产生负反馈,保证放大器工作在高增益的线性区,一般在M欧级,输出端的电阻与负载电容组成网络,提供180度相移,同时起到限流的作用,防止反向器输出对晶振过驱动,损坏晶振。
和晶振串联的电阻常用来预防晶振被过分驱动。
晶振过分驱动的后果是将逐渐损耗减少晶振的接触电镀,这将引起频率的上升,并导致晶振的早期失效,又可以讲drive level调整用。
用来调整drive level和发振余裕度。
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或者是奇数个反相器串联。在晶振输出引脚 XO 和晶振输入引脚 XI 之间用一个电阻连接, 对于
CMOS 芯片通常是数M 到数十M 欧之间. 很多芯片的引脚内部已经包含了这个电阻, 引脚外部就
不用接了。这个电阻是为了使反相器在振荡初始时处与线性状态, 反相器就如同一个有很大增益的
负载电阻调整(几十K到几百K).要稳定波形是并联一个1M左右的反馈电阻。
放大器, 以便于起振. 石英晶体也连接在晶振引脚的输入和输出之间, 等效为一个并联谐振回路, 振
荡频率应该是石英晶体的并联谐振频率. 晶体旁边的两个电容接地, 实际上就是电容三点式电路的
分压电容, 接地点就是分压点. 以接地点即分压点为参考点, 振荡引脚的输入和输出是反相的, 但从
并联谐振回路即石英晶体两端来看, 形成一个正反馈以保证电路持续振荡。
电容量相等时, 反馈系数是 0.5, 一般是可以满足振荡条件的, 但如果不易起振或振荡不稳定可以减
小输入端对地电容量, 而增加输出端的值以提高反馈量。
对PIC单片机外接晶体振荡器一般接15-30pF负载电容;为了获取更快的起振时间,CLKOUT
接电容可比CLKIN接电容大一点,同时也降低了环路增益;这个电容会对晶振频率产生微弱影响,
在芯片设计时, 这两个电容就已经形成了, 一般是两个的容量相等, 容量大小依工艺和版图而不
同, 但终归是比较小, 不一定适合很宽的频率范围. 外接时大约是数 PF 到数十 PF, 依频率和石英晶
体的特性而定. 需要注意的是: 这两个电容串联的值是并联在谐振回路上的, 会影响振荡频率. 当两个
根据LC谐振,增大负载电容,频率会微弱的减小。
设计考虑事项:
1.使晶振、外部电容器(如果有)与 IC之间的信号线尽可能保持最短。当非常低的电流通过IC晶
振振荡器时,如果线路太长,会使它对 EMC、ESD 与串扰产生非常敏感的影响。而且长线路线路与频繁切换的信号线路布置在远离晶振连接的位置。
3.当心晶振和地的走线
4.将晶振外壳接地
如果实际的负载电容配置不当,第一会引起线路参考频率的误差.另外如在发射接收电路上会使
晶振的振荡幅度下降(不在峰点),影响混频信号的信号强度与信噪。当波形出现削峰,畸变时,可增加
晶振的负载电容,分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,一般在几十皮发。它会影响到晶振
的谐振频率和输出幅度,一般订购晶振时候供货方会问你负载电容是多少。
晶振的负载电容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+△C式中Cd,Cg为分别接在晶振的两个脚上和对地的
电容,△C一般为为7至8pf,晶振的等效电路图其实就是一个RLC电路。