单片机晶振旁边电容的作用及振荡电路的分析
32.768khz晶振负载电容
32.768kHz晶振是一种常用于实时时钟(RTC)和微控制器的低频晶振。
在设计电路时,为了保证晶振的稳定性和准确性,需要正确选择和配置负载电容。
本文将对32.768kHz晶振负载电容进行深入介绍,并讨论其在电路设计中的重要性。
1. 晶振负载电容的作用32.768kHz晶振在电路中的作用是提供一个稳定的时钟信号。
负载电容的主要作用是调节晶振的振荡频率和稳定性。
在32.768kHz晶振的应用中,负载电容的选择对于整个系统的稳定性和精度有着重要的影响。
2. 负载电容的选择在选择负载电容时,需要考虑晶振的参数和电路的要求。
一般来说,32.768kHz晶振的标称负载电容为12.5pF。
然而,在实际应用中,由于电路中存在的布线电容和晶振本身的等效电容,需要对负载电容进行调整以满足实际的工作条件。
3. 负载电容的调节方法对于32.768kHz晶振的负载电容,常见的调节方法包括串联外部电容和调节晶振本身的等效电容。
在实际应用中,可以通过串联额外的电容来调节晶振的等效负载电容,以保证晶振的稳定性和精度。
4. 电路设计中的注意事项在设计电路时,需要注意负载电容的布局和连接方式。
负载电容应尽量靠近晶振的引脚,以减小布线电容对振荡电路的影响。
负载电容的连接方式也应尽量简洁,减小电路环路的影响。
5. 结论32.768kHz晶振负载电容在电路设计中起着重要的作用。
正确选择和配置负载电容可以保证晶振的稳定性和精度,从而提高整个系统的性能。
在实际应用中,需要根据实际情况对负载电容进行调节,以满足电路的工作要求。
通过合理的布局和连接方式,可以最大限度地提高32.768kHz晶振的性能和稳定性。
6. 负载电容的影响负载电容的大小和类型会直接影响晶振的振荡频率和稳定性。
过大或者过小的负载电容都会导致振荡频率的偏移和不稳定性。
在选择负载电容时,需要结合晶振的参数和电路的实际需求,确保负载电容的大小和类型适配。
在32.768kHz晶振的应用中,一般会选择串联两个6pF的负载电容来进行调节。
单片机晶振电路详解
单片机晶振电路详解
晶振电路晶振是晶体振荡器的简称在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络电工学上这个网络有两个谐振点以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振较高的频率是并联谐振由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近在这个极窄的频率范围内晶振等效为一个电感所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路由于晶振等效为电感的频率范围很窄所以即使其他元件的参数变化很大这个振荡器的频率也不会有很大的变化晶振有一个重要的参数那就是负载电容值选择与负载电容值相等的并联电容就可以得到晶振标称的谐振频率
一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器(注意是放大器不是反相器)的两
端接入晶振再有两个电容分别接到晶振的两端每个电容的另一端再接到地这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容请注意一般IC 的引脚都有等效输入电容这个不能忽略
一般的晶振的负载电容为15pF 或12.5pF 如果再考虑元件引脚的等效输入电容则两个22pF 的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择
如上图:晶振是给单片机提供工作信号脉冲的这个脉冲就是单片机的工作速度比如12M 晶振单片机工作速度就是每秒12M 当然单片机的工作频率是有范围的不能太大一般24M 就不上去了不然不稳定
晶振与单片机的脚XTAL0 和脚XTAL1 构成的振荡电路中会产生偕波(也就
是不希望存在的其他频率的波) 这个波对电路的影响不大但会降低电路的时钟振荡器的稳定性为了电路的稳定性起见ATMEL 公司只是建议在晶振的两引脚处接入两个10pf-50pf 的瓷片电容接地来削减偕波对电路的稳定性的影响所。
晶振的电容
晶振的电容晶振是电子设备中常见的一种电子元件。
晶振是一种可振荡的元件,主要是通过其内部的石英晶体来发挥其作用。
石英晶体是一种晶体,它的物理特性能够产生电子振动,从而产生稳定的频率和周期来提供很多电子设备的时钟源。
但是,频率对于晶振的稳定性有非常大的影响,因此说晶振电容的配置是使用晶振时需要重视的一个因素。
晶振电容的作用晶振电容是为了调节晶振的频率而设立的,也就是说,晶振电容是通过调整晶振的并联电容,来达到所需要的频率的。
晶振电容有两个作用,一个是改变晶振的工作频率,另一个则是影响晶振的稳定性。
晶振的频率主要是通过晶振电容来控制的,因此,只有在正确的配置晶振电容之后,晶振才能真正开始工作。
在晶振电容的帮助下,晶体振荡器就能产生频率非常稳定的振荡信号,在整个电路中扮演着重要的角色。
不仅如此,晶振电容还能够影响晶体振荡器的稳定性。
如果晶振电容不合适,会导致晶振的频率不稳定、抖动、偏移等问题。
晶振电容的选择晶振电容的选择并不是随意的。
不同频率的晶振需要相应不同的电容,以达到其最佳的工作稳定性。
晶振电容不仅要选对容值,还要根据晶振振荡频率来选择合适的并联电容。
一般来说,晶振电容的容值范围是几十PF到几百PF,越高的频率所需的晶振电容器的容量就越小。
在进行晶振电容选择时,首先要明确晶体振荡器的振荡频率,然后根据频率来选定相应的晶振电容。
我们也可以根据晶振的使用环境以及性能指标来对晶振电容做出更加具体的选择。
晶振电容的影响晶振电容的大小还会影响晶振的稳定性。
为了保证晶体振荡器的稳定性,通常需要选择容值比较小的电容,这样能够减少电容的寄生电感和损耗。
同样,晶振电容的工作温度和温度系数也会影响其稳定性,要注意这点。
除了影响晶振的稳定性因素之外,晶振电容的增加和减少也会影响晶振的频率和波形。
晶体振荡器的频率要求非常高,因此晶振电容的调节也是非常重要的一个环节。
总结晶振电容是晶体振荡器中一个相对比较小的元件,但却是一个非常重要的元件。
mcu 晶振负载电容
mcu 晶振负载电容
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目录
一、晶振负载电容的概念与作用
二、晶振负载电容的选型与接法
三、晶振负载电容对晶振性能的影响
四、常见晶振负载电容的类型与应用
正文
一、晶振负载电容的概念与作用
晶振负载电容是指连接在晶振电路中的电容元件,它的主要作用是提供晶振电路的负载,以确保晶振能够正常工作并输出稳定的振荡信号。
负载电容会影响到晶振的谐振频率和输出幅度,因此在选型和使用过程中需要特别注意。
二、晶振负载电容的选型与接法
在选择晶振负载电容时,需要根据晶振的谐振频率和输出幅度等参数进行选型。
一般来说,负载电容的容量值越接近晶振的负载电容,晶振的输出信号越稳定。
在接法方面,晶振负载电容一般接在晶振的两个脚上,并与地之间形成一个并联谐振回路。
三、晶振负载电容对晶振性能的影响
晶振负载电容对晶振性能的影响主要体现在以下几个方面:
1.谐振频率:负载电容的容量值会影响晶振的谐振频率,容量值越大,谐振频率越低;容量值越小,谐振频率越高。
2.输出幅度:负载电容对晶振输出信号的幅度有一定的影响,容量值过大或过小都会导致输出信号的幅度降低。
3.稳定性:负载电容的稳定性会影响晶振输出信号的稳定性,稳定性越好,输出信号越稳定。
四、常见晶振负载电容的类型与应用
1.独石电容:独石电容是一种常见的晶振负载电容类型,具有稳定性好、容量精度高等优点。
适用于对稳定性要求较高的应用场景。
2.陶瓷电容:陶瓷电容具有容量大、体积小、稳定性好等特点,适用于对容量要求较高的晶振电路。
3.电解电容:电解电容具有容量大、耐压高等优点,适用于对耐压要求较高的晶振电路。
晶振旁外接电容的选择
晶振旁外接电容的选择现阶段的浅显认识,参考了很多别人的文章。
以后如果有新的认识后会继续补充。
负载电容是指晶振要正常震荡所需要的电容。
换句话说,晶振的频率就是在它提供的负载电容下测得的,能最大限度的保证频率值的误差。
也能保证温漂等误差。
晶振的负载电容值是已知数,在出厂的时候已经定下来。
单片机晶振上两个电容是晶振的外接电容,分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,一般在几十皮发,在选择外接电容的时候是根据晶振厂家提供的晶振要求选值的,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。
然后根据确定的负载电容推算,外接电容会影响到晶振的谐振频率和输出幅度。
负载电容每个晶振都会有的参数例如:稳定度是多少PPN 负载电容是多少PF等...当晶振接到震荡电路上在震荡电路所引入的电容不符合晶振的负载电容的容量要求时震荡电路所出的频率就会和晶振所标的频率不同。
那么,如何来选择外接电容?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)经验值为3至5pf。
两个电容的取值都是相同的,或者说相差不大,如果相差太大,容易造成谐振的不平衡,容易造成停振或者干脆不起振。
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。
比如负载电容15pf的话,两边个接27pf的差不多了。
从石英晶体谐振器的等效电路可知,它有两个谐振频率,即(1)当L、C、R支路发生串联谐振时,它的等效阻抗最小(等于R)。
串联揩振频率用fs表示,石英晶体对于串联揩振频率fs呈纯阻性,(2)当频率高于fs时L、C、R支路呈感性,可与电容C。
发生并联谐振,其并联频率用fd表示。
根据石英晶体的等效电路,可定性画出它的电抗—频率特性曲线。
可见当频率低于串联谐振频率fs或者频率高于并联揩振频率fd时,石英晶体呈容性。
MCU晶体旁边电容的作用及振荡电路的分析
MCU晶体旁边电容的作用及振荡电路的分析Y1是晶体,相当于三点式里面的,C1和C2就是电容,5404和R1实现一个NPN的,大家可以对比高频书里的三点式电容振荡电路。
接下来分析一下这个电路。
5404必须要一个,不然它处于饱和截止区,而不是放大区,R1相当于三极管的偏置作用,让5404处于放大区域,那么5404就是一个反相器,这个就实现了NPN三极管的作用,NPN三极管在共放射极接法时也是一个反相器。
接下来用通俗的办法讲解一下这个三点式振荡电路的工作原理,大家也可以挺直看书。
大家知道一个正弦振荡电路要振荡的条件是,系统放大倍数大于1,这个简单实现,相位满足360°,接下来主要讲解这个相位问题:5404由于是反相器,也就是说实现了180°移相,那么就需要C1,C2和Y1实现180°移相就可以,恰好,当C1,C2,Y1形成谐振时,能够实现180移相,这个大家最容易的可以以地作为参考,谐振的时候,C1、C2上通过的一样,地在C1、C2中间,所以恰好相反,实现180移相。
当C1增大时,C2端的振幅增加,当C2降低时,振幅也增加。
有些时候C1,C2不焊也能起振,这个不是说没有C1,C2,而是由于芯片引脚的分布电容引起的,由于原来这个C1,C2就不需要很大,所以这一点很重要。
接下来分析这两个电容对振荡稳定性的影响。
由于7404的电压反馈是靠C2的,假设C2过大,反馈电压过低,这个也是不稳定,假设C2过小,反馈电压过高,储存能量过少,简单受外界干扰,也会辐射影响外界。
C1的作用对C2恰好相反。
由于我们布板的时候,假设双面板,比较厚的,那么分布电容的影响不是很大,假设在高密度多层板时,就需要考虑分布电容,尤其是VCO之类的振荡电路,更应当考虑分布电容。
有些用于工控的项目,建议不要用晶体的办法振荡,二是挺直接一个有源的晶振无数时候大家会用到32.768K的时钟晶体来做时钟,而不是用的晶体分频后来做时钟,这个缘由无数人想不明了,其实这个跟晶体的稳定度有关,频率越高的晶体,Q值普通难以做高,频率稳定度不高,32.768K 的晶体稳定度等各方面都不错,形成了一个工业标准,比较简单做高。
晶振的匹配电容
12M配30P;24M配22P;大于33M的配5-15P及10K电阻。
一般的电路里晶振旁边都接了两个电容,是起什么作用的啊~~请教高手的指点啊~~~答 1:谐振组成振荡器电路谐振答 2:启振电容。
有空就翻几个老帖出来看看,里面应该有。
答 3:电容三点试振荡器的槽路电容,正反馈量由此两个电容分压决定答 4:负载电容用来纠正晶体的振荡频率用的答 5:re答 6:re 正说,是为了稳定振荡频率;俗说,就是劫持干扰。
电容与内部电路共同组成一定频率的振荡,这个电容是硬连接,固定频率能力很强,其他频率的干扰就很难进来了。
想起一个笑话,大概意思就是本飞机被我劫持了,其他劫持者等下次吧。
这个电容就是本次劫机者。
答 7:晶振电路其实是个电容三点式振荡电路,输出是正玄波晶体等效于电感,加两个槽路分压电容,输入端的电容越小,正反馈量越大。
答 8:负载电容每个晶振都会有的参数例如:稳定度是多少PPN 负载电容是多少PF 等。
当晶振接到震荡电路上在震荡电路所引入的电容不符合晶振的负载电容的容量要求时震荡电路所出的频率就会和晶振所标的频率不同例如:一个4.0000MHz +-20PPN 负载电容是16PF 的晶振当负载电容是10PF时震荡电路所出的频率就可能会是4.0003MHz当负载电容是20PF时震荡电路所出的频率就可能会是3.9997MHz晶振负载电容有2种接法 1 并联在晶振上 2 串联在晶振上第2种比较常用 2个脚都接一个电容对交流地在一些对频率精度要求高的电路上如PLL的基准等。
就是并多个可调电容来微调频率的如果对频率精度要求不高就用固定电容就行了晶振是晶体振荡器的简称,在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络,电工学上这个网络有两个谐振点,以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振,较高的频率是并联谐振。
由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近,在这个极窄的频率范围内,晶振等效为一个电感,所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。
晶振的负载电容和匹配电容
晶振的负载电容和匹配电容
,帮助人们了解晶振的负载电容和匹配电容
晶振是微电子芯片中一种电子元件,它根据不同的应用要求提供一种定时信号。
晶振之所以如此重要,是因为它可以为电路提供高精度、稳定的脉冲波形,是电子系统时钟信号的核心驱动。
它的输出信号由结构中内置的晶体振荡器产生,模块工作稳定性非常重要,但在单片机中,经常会出现抖动或无法工作等现象,这是因为影响晶振 already 工作的一些因素造成的。
其中晶振的负载电容和匹配电容就是一个重要的因素。
晶振的负载电容是晶振的输出端与终端电路的连接,是晶振输出信号的外部电路,负载可以有效地影响晶振选取的特性,从而实现高精度的输出信号控制。
负载电容的参数主要有电容值和时间常数,电容值越大,负载越大,晶振振荡器负载越大,波形越稳定,频率稳定范围越大。
当电容值变小时,晶振振荡器剩余电容越小,负载遇到的抵抗越低,晶振振荡器会导致脉冲模糊不清,不稳定,频率变化范围越小。
另外,晶振的匹配电容是晶振与外部电路相匹配的一种电容,它能够有效地减少由于晶体齿轮上工作时所产生的抖动,进而提高整个电路的稳定性。
总之,晶振的负载电容和匹配电容对于晶体振荡器的稳定性和性能有重要作用。
只有正确选择晶振的负载电容和匹配电容,才能保证晶振输出的稳定性、准确性和精度较高的脉冲波形,从而保证电路的稳定性和可靠性。
晶振接电容
晶振接电容
晶振接电容是一种电路元件,它可以保护晶振的稳定性。
它的主要作用是通过提供一定的补偿,改善晶振频率的精确度和稳定性,来满足晶体振荡器的工作要求,从而确保电路正常工作。
晶振接电容主要有三种用途:一是作为抗压元件减少变化时的电压;二是修整晶振频率;三是隔离晶振电磁干扰。
晶振接电容一般使用低介电常数、低损耗介质制成,以提高精度和提高晶振性能,减少电路中的噪音。
晶振接电容如何选择?一般根据晶振频率和电容的大小来选择晶振接电容。
晶振频率越低,晶振接电容的尺寸越大,晶振接电容的电容值越大;晶振频率越高,晶振接电容的尺寸越小,晶振接电容的电容值越小。
此外,当晶振频率在50kHz~~400kHz范围内时,晶振接电容的电容值一般在0.001μF~330pF之间;当晶振频率在1MHz ~ 30MHz 范围内时,晶振接电容的电容值一般在10pF~2.2pF之间。
晶振接电容的极性需要特别注意。
一般情况下,晶振接电容的负极连接在晶振阴极,晶振接电容的正极连接在晶振阳极,避免将晶振接电容接反。
另外,晶振接电容有一定的额定电压,在使用过程中不能超过晶振接电容的额定电压,否则会使晶振接电容过载及损坏。
晶振接电容不仅可以保护晶振的稳定性,而且可以改善晶振频率的精确度和稳定性,从而满足电路工作要求。
因此,晶振接电容在电子设备中得到了广泛应用。
无源晶振电路中两端电阻和电容的作用
无源晶振电路中两端电阻和电容的作用一、无源晶振电路的基本结构无源晶振电路由基本晶振振荡电路和放大器组成。
基本晶振振荡电路由晶振元件和负反馈网络组成,而放大器则用于对晶振的振荡信号进行放大处理。
在无源晶振电路中,两端电阻和电容起着重要的作用。
本文将从两端电阻和电容的作用入手,对无源晶振电路进行详细的探讨。
二、两端电阻的作用1. 提供直流偏置在无源晶振电路中,通过将两端电阻串联,可以为放大器提供直流偏置电压。
这样,放大器可以在合适的工作状态下对输入信号进行放大处理。
两端电阻也可以调节放大器的增益,确保电路正常工作。
2. 控制晶振的振荡频率两端电阻的数值大小会影响晶振的振荡频率。
通过合理选择两端电阻的数值,可以精确控制晶振的振荡频率,使其符合设计要求。
3. 起到阻抗匹配的作用两端电阻可以作为晶振和放大器之间的阻抗匹配元件,以确保信号的顺利传输和匹配电路的阻抗。
三、两端电容的作用1. 滤除杂散信号两端电容可以滤除晶振输出信号中的杂散成分,使输出信号更加纯净。
它还可以很好地隔离放大器的直流偏置电压,确保振荡信号的稳定输出。
2. 控制振荡波形两端电容的数值大小会影响振荡波形的形状和特性。
通过合理选择两端电容的数值,可以控制振荡波形的频谱分布,使其符合工程要求。
3. 降低并消除噪声两端电容对噪声的抑制效果显著。
它可以降低晶振电路中的噪声干扰,提高信号的纯净度和准确度。
四、总结无源晶振电路中的两端电阻和电容在电路的稳定性、频率控制、信号滤波和噪声抑制等方面具有重要作用。
合理选择和设计两端电阻和电容的数值,可以提高无源晶振电路的性能和稳定性,满足各种不同的工程应用需求。
在实际工程设计中,需要认真对待两端电阻和电容的选取和调节,以确保电路的正常运行和优良性能。
结尾:本文从两端电阻和电容的作用出发,对无源晶振电路进行了深入探讨,介绍了两端电阻和电容在无源晶振电路中的重要作用。
希望本文能够帮助读者更好地理解无源晶振电路的工作原理和设计方法,为相关领域的工程应用提供参考和借鉴。
晶振旁边的电容
晶振旁边的电容电子产品中的晶振电路是很常见的,它可以用来产生一个精密的频率信号,例如用在时钟电路、无线通信电路或是计算机硬件上。
而作为晶振电路中的重要元件,电容也同样重要。
本文将从两个方面阐述晶振旁边的电容。
一、电容的作用晶振在正常工作状态下需要一个稳定的电场环境,电容就是用来营造这样的环境。
具体来说,晶振旁边的电容有以下两种作用:1.跟晶振一起形成谐振电路。
晶振通电后震荡产生的电能需要在谐振电路中完成吸收和发射,而电容则扮演着谐振电路中的耦合元件,帮助晶振形成一个稳定的电场环境。
在谐振电路中,电容会影响谐振频率的大小和质量因数。
2.过滤环境噪声。
晶振通电后产生了稳定的电场环境,但是外界环境可能存在杂音、电磁辐射等不稳定的因素,这些因素会对晶振产生干扰,导致晶振频率发生变化。
电容作为一个滤波元件,能够屏蔽这些环境噪声,保证晶振正常工作。
二、电容的选择在晶振电路设计中,电容的选择是至关重要的。
不同类型的电容在晶振电路中的表现也不同。
因此,以下是在选择电容时需要注意的几个问题:1.电容的品质因数。
电容的品质因数(Q值)越高,它在谐振电路中的品质越好,频率稳定性也就越高。
因此,当需要精准的频率时,需要选择Q值较高的电容。
2.电容的串并联。
在实际电路设计中,容易出现电容串并联的情况。
串并联电容对晶振频率的影响很大,在选择电容时需要将这个因素考虑进去,选择合适的电容组合。
3.电容的容量。
电容容量的大小决定了晶振震荡的频率,一般来说,晶振旁边的电容容量与晶振本身的频率有关,设计时需要根据晶振所需的频率来选择合适的电容容量。
总之,在晶振电路中,电容的作用十分重要,精确地选择电容品质、容量和串并联方式,能够保证晶振的正常工作。
因此,在进行电路设计时,我们需要仔细、认真地考虑这些因素,从而设计出一款稳定高效的晶振电路。
单片机晶振电路的作用
单片机晶振电路的作用单片机晶振电路是一种常见的电子元件,被广泛应用于各种电子设备中。
它在单片机系统中扮演着重要的角色,具有稳定振荡和提供时钟信号的功能。
本文将重点论述单片机晶振电路的作用,并探讨其在不同应用场景下的不同作用。
一、单片机晶振电路的基本结构单片机晶振电路由晶振和相关的电容、电阻等元件组成。
晶振是其中最为核心的部分,它通常由晶体振荡器和谐振网络构成。
晶体振荡器由晶体谐振和激励电路两部分组成,可以将外界的电信号转化为机械振荡。
谐振网络则用于将振荡信号引入到单片机系统中。
电容和电阻用于调节晶振电路的频率和稳定性。
二、1. 提供时钟信号单片机晶振电路的最基本作用是提供稳定的时钟信号。
单片机作为一种运算控制器,需要按照一定的时间脉冲进行工作。
晶振电路通过振荡产生稳定的信号,为单片机提供准确的工作时钟。
时钟信号决定了单片机的工作速度和数据传输的频率,对于单片机的正常运行至关重要。
2. 控制数据的传输速率单片机晶振电路还可以控制数据的传输速率。
时钟信号的频率直接影响了数据的传输速率,较高的频率可以提高数据传输的速度,加快系统的响应时间。
在一些对实时性要求较高的应用场景中,如通信系统和控制系统中,晶振电路能够提供满足实际需求的高速时钟信号,保证数据的及时传输和处理。
3. 确保系统的稳定性晶振电路能够提供稳定的时钟信号,从而确保系统的稳定性。
稳定的时钟信号可以使单片机按照规定的时序进行工作,避免由于时钟信号不稳导致的数据丢失和错误。
尤其在一些对数据准确性要求极高的系统中,如金融交易系统和精密仪器中,晶振电路的稳定性显得尤为重要。
4. 对系统的抗干扰能力提供支持晶振电路具有一定的抗干扰能力,可以提供对系统抗干扰的支持。
在电子设备中,存在着各种各样的干扰源,如电磁辐射、电源波动等。
晶振电路采用谐振回路结构,能够提供一定的抗干扰能力,帮助系统稳定工作。
5. 方便系统的调试和维护单片机晶振电路的设计通常相对简单,并且可以进行调试和维护。
单片机晶振电路原理及作用_单片机晶振电路设计方案
单片机晶振电路原理及作用_单片机晶振电路设计在电子学上,通常将含有晶体管元件的电路称作“有源电路”(如有源音箱、有源滤波器等),而仅由阻容元件组成的电路称作“无源电路”。
电脑中的晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。
无源晶振与有源晶振的英文名称不同,无源晶振为crystal(晶体),而有源晶振则叫做oscillator(振荡器)。
无源晶振是有2个引脚的无极性元件,需要借助于时钟电路才能产生振荡信号,自身无法振荡起来,所以“无源晶振”这个说法并不准确;有源晶振有4只引脚,是一个完整的振荡器,其中除了石英晶体外,还有晶体管和阻容元件,因此体积较大。
有源晶振有源晶振通常的用法:一脚悬空,二脚接地,三脚接输出,四脚接电压。
有源晶振不需要DSP的内部振荡器,信号质量好,比较稳定,而且连接方式相对简单(主要是做好电源滤波,通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络,输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可),不需要复杂的配置电路。
相对于无源晶体,有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的,需要选择好合适输出电平,灵活性较差,而且价格高。
有源晶振是右石英晶体组成的,石英晶片之所以能当为振荡器使用,是基于它的压电效应:在晶片的两个极上加一电场,会使晶体产生机械变形;在石英晶片上加上交变电压,晶体就会产生机械振动,同时机械变形振动又会产生交变电场,虽然这种交变电场的电压极其微弱,但其振动频率是十分稳定的。
当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(由晶片的尺寸和形状决定)相等时,机械振动的幅度将急剧增加,这种现象称为“压电谐振”。
压电谐振状态的建立和维持都必须借助于振荡器电路才能实现。
图3是一个串联型振荡器,晶体管T1和T2构成的两级放大器,石英晶体XT与电容C2构成LC 电路。
在这个电路中,石英晶体相当于一个电感,C2为可变电容器,调节其容量即可使电路进入谐振状态。
该振荡器供电电压为5V,输出波形为方波。
单片机的内部时钟与外部时钟单片机有内部时钟方式和外部时钟方式两种:(1)单片机的XTAL1和XTAL2内部有一片内振荡器结构,但仍需要在XTAL1和XTAL2两端连接一个晶振和两个电容才能组成时钟电路,这种使用晶振配合产生信号的方法是内部时钟方式;(2)单片机还可以工作在外部时钟方式下,外部时钟方式较为简单,可直接向单片机XTAL1引脚输入时钟信号方波,而XTAL2管脚悬空。
晶振电容作用
晶振电容作⽤图1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为⼀个反相器,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芯⽚通常为数M到数⼗M欧姆之间。
很多芯⽚内部已经集成了该电阻,淫家外部就不⽤接了。
这个电阻是为了使反相器在振荡初始时与线性状态,反相器就如同⼀个很⼤增益的放⼤器,以便于起振。
⽯英晶体连接在晶振输⼊输出之间,等效为⼀个并联谐振回路,谐振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到地,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。
以接地点为参考点,振荡引脚的输⼊和输出时反向的,但从并联谐振回路即⽯英晶体来看,形成⼀个正反馈以保证电路持续振荡。
在芯⽚射设计时,这个电容就已经形成了,⼀般为两个电容相等,容量⼤⼩依靠⼯艺或者版图⽽不同,但都是⽐较⼩的,不⼀定适合很宽的频率范围。
外接是⼤约为⼏⼗pF的电容,依频率和⽯英晶体的特性⽽定。
需要注意的是:这两个电容传亮的值是并联在谐振回路上的会影响振荡频率。
当两个电容相等时,反馈系数是0.5,⼀般是可以满⾜振荡条件的,但如果不易起振或者是振荡不稳定,可以减⼩输⼊端对地的电容量,⽽增加输出端的电容值以提⾼反馈量。
晶振两端并联电阻的作⽤:由于连接晶振的芯⽚端内部是⼀个线性运算放⼤器,将输⼊反向180度输出,晶振出的负载电容电阻(⼀般为M欧级)组成的⽹络提供另外的180度的相移,同时起到限流的作⽤,放置反相器输出对晶振过驱动,损坏晶振,整个环路的相移360度,满⾜振荡的相位条件,同时要求闭环增益⼤于等于1,晶体才正常⼯作。
晶体元件的负载电容是指在电路中跨界晶体两端的总的外接有效动容。
是指晶振要正常振荡需要的电容。
⼀般外接电容,是为了是晶振两端的等效电容等于或接近负载电容。
要求⾼的地⽅要来了IC输⼊引脚的对地电容。
应⽤时⼀般在给出负载电容值附近调整可以得到精确的频率。
晶振负载电容的作用
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。
单片机晶振电路电容计算
单片机晶振电路电容计算摘要:I.单片机晶振电路概述- 晶振电路的作用- 晶振电路的组成部分II.电容在晶振电路中的作用- 负载电容的定义- 负载电容对晶振频率的影响- 选择合适的负载电容III.晶振电路电容计算- 计算负载电容的公式- 实例:计算12MHz 晶振电路的负载电容IV.电容的类型和选择- 电解电容和非电解电容的区别- 选择合适的电容类型正文:单片机晶振电路电容计算是电子工程师在设计单片机电路时常遇到的问题。
晶振电路是单片机电路中的重要组成部分,它的作用是为单片机提供稳定的时钟信号。
在晶振电路中,电容是一个关键的元件,它对晶振电路的工作性能有着重要的影响。
电容在晶振电路中的主要作用是作为负载电容。
负载电容是指在晶振电路中,与晶振并联的电容。
它的作用是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,负载电容不同,其输出的振荡频率也会有所差别。
因此,在设计晶振电路时,选择合适的负载电容是非常重要的。
在计算负载电容时,有一个常用的计算公式:CL = C1 * C2 / (C1 + C2)。
其中,CL 是负载电容,C1 和C2 是并联在晶振两端的电容。
根据这个公式,可以计算出合适的负载电容值。
例如,如果晶振的标称频率是12MHz,负载电容要求是15pF,那么可以按照上述公式计算出负载电容:CL = 15 * 30 / (15 + 30) = 22.5pF。
这样,就可以选择一个22.5pF 的电容作为负载电容。
在选择电容类型时,需要考虑电容的耐压、容量、温度系数等因素。
一般来说,电解电容的容量大、价格低,但耐压和温度系数较差;非电解电容的耐压和温度系数较好,但容量较小、价格较高。
根据实际电路的要求,选择合适的电容类型是非常重要的。
总之,单片机晶振电路电容计算是一个复杂的过程,需要考虑的因素较多。
cd机 晶振附近的电容 云母 瓷片
今天,我要共享一些关于 CD 机中晶振附近的电容、云母和瓷片的知识。
让我们来了解一下 CD 机中晶振的作用和重要性。
1. 晶振在 CD 机中的作用在 CD 机中,晶振是一种振荡器,主要作用是产生稳定的频率信号。
它的稳定性对于 CD 机的音频播放和数据读取非常重要,因为稳定的频率信号可以确保数据的正确读取和精准的音频输出。
晶振在 CD 机中扮演着至关重要的角色。
2. 电容在晶振附近的作用在晶振附近,通常会使用一些电容来进行滤波和稳压。
这些电容可以帮助消除电路中的噪声和干扰,从而保证晶振的正常工作。
电容还可以起到稳压的作用,使晶振工作在预期的电压范围内,从而提高其稳定性和可靠性。
3. 云母和瓷片在 CD 机中的应用云母和瓷片通常被用作晶振附近的绝缘材料。
它们具有良好的绝缘性能和耐高温性能,可以有效地隔离晶振和其他元件,防止短路和漏电现象的发生。
它们还可以帮助散热,确保晶振在长时间工作时不会因过热而失效。
在本文中,我更多地从电子元件的角度来探讨了 CD 机中晶振附近的电容、云母和瓷片的作用。
这些元件虽然在 CD 机中很小,但却发挥着不可替代的重要作用。
希望通过本文的介绍,你能对 CD 机中的晶振及其周边元件有更深入的了解。
就我个人而言,我认为 CD 机中的每一个小元件都是不可或缺的。
它们虽然在外表上可能不起眼,但却为 CD 机的正常运行和高质量输出提供了有力支持。
正是这些小元件的精密工作,才构成了完美音质的CD 音乐。
在文章的我想强调一下对 CD 机中晶振附近元件的重要性。
它们或许不是 CD 机中最引人注目的部分,但却功不可没。
它们的作用远比我们想象的更加重要,应该受到我们更多的关注和尊重。
希望在阅读本文之后,你会对 CD 机中的这些小元件有更为深刻的认识和理解。
如果你对 CD 机中其他元件或电子产品中的元件感兴趣,欢迎留言告诉我,我将在后续的文章中为你进行更深入的介绍和解读。
以上就是我对 CD 机中晶振附近的电容、云母和瓷片的一些个人见解和理解。
晶振谐振电容
晶振谐振电容晶振谐振电容是指在晶振电路中连接在晶振元件两端的电容。
晶振电路是一种用于产生稳定频率的电路,广泛应用于计算机、通信设备、电子钟表等各个领域。
晶振谐振电容在晶振电路中起着重要的作用,它能够帮助晶振元件达到谐振状态,从而保证晶振电路的稳定性和可靠性。
晶振元件是晶振电路的核心部件,它能够将电能转换为机械振动能量,并在机械振动中产生稳定的频率。
晶振元件通常由石英晶体制成,具有高稳定性和精密度的特点。
然而,晶振元件的谐振频率会受到环境温度、电源电压等因素的影响,为了保证晶振电路的稳定性,需要通过选择合适的谐振电容来实现谐振。
晶振谐振电容的选择需要根据晶振元件的参数来确定。
一般来说,晶振元件会标注出其需要的谐振电容范围。
在选择谐振电容时,需要注意其容值范围和精度要求。
一般情况下,晶振谐振电容的容值范围为几十皮法至几百皮法,精度要求在5%左右。
选择合适的谐振电容能够提高晶振电路的稳定性,避免频率偏差过大。
除了容值范围和精度要求外,晶振谐振电容还需要考虑其耐压和温度特性。
晶振电路通常工作在较高的频率下,因此谐振电容需要具有较高的耐压能力,以防止电容因电压过高而破裂或损坏。
同时,晶振电路的频率稳定性也会受到环境温度的影响,因此谐振电容需要具有较好的温度特性,能够在不同温度下保持稳定的电容值。
在实际应用中,选择合适的晶振谐振电容需要综合考虑上述因素,并结合实际情况进行调试和优化。
一般来说,可以通过更换不同容值的谐振电容来观察晶振电路的频率变化情况,进而选择最佳的谐振电容。
此外,还可以通过调整电容的串并联组合方式来实现精确的频率调节。
晶振谐振电容在晶振电路中起着重要的作用,能够帮助晶振元件达到谐振状态,从而保证晶振电路的稳定性和可靠性。
选择合适的谐振电容需要考虑容值范围、精度要求、耐压和温度特性等因素,并进行实际调试和优化。
只有选择合适的晶振谐振电容,晶振电路才能正常工作,产生稳定的频率信号。
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我想很多的单片机爱好者对晶振两边要接22或者30pF的电容不理解,因为电容有些时候是可以不要的。
其实单片机和其他一些IC的振荡电路的真名叫“三点式电容振荡电路”,如下图
Y1是晶体,相当于三点式里面的电感,C1和C2就是电容,5404非门和R1实现一个NPN 的三极管,接下来分析一下这个电路。
5404必需要一个电阻,不然它处于饱和截止区,而不是放大区,R1相当于三极管的偏置作用,让5404处于放大区域,那么5404就是一个反相器,这个就实现了NPN三极管的作用,NPN三极管在共发射极接法时也是一个反相器。
大家知道一个正弦振荡电路要振荡的条件是,系统放大倍数大于1,这个容易实现,相位满足360度,与晶振振荡频率相同的很小的振荡就被放大了。
接下来主要讲解这个相位问题:
5404因为是反相器,也就是说实现了180°移相,那么就需要C1,C2和Y1实现180°移相就可以,恰好,当C1,C2,Y1形成谐振时,能够实现180移相,这个大家可以解方程等,把Y1当作一个电感来做。
也可以用电容电感的特性,比如电容电压落后电流90°,电感电压超前电流90°来分析,都是可以的。
当C1增大时,C2端的振幅增强,当C2降低时,振幅也增强。
有些时候C1,C2不焊也能起振,这个不是说没有C1,C2,而是因为芯片引脚的分布电容引起的,因为本来这个C1,C2就不需要很大,所以这一点很重要。
接下来分析这两个电容对振荡稳定性的影响。
因为5404的电压反馈是靠C2的,假设C2过大,反馈电压过低,这个也是不稳定,假设C2过小,反馈电压过高,储存能量过少,容易受外界干扰,也会辐射影响外界。
C1的作用对C2恰好相反。
因为我们布板的时候,假设双面板,比较厚的,那么分布电容的影响不是很大,假设在高密度多层板时,就需要考虑分布电容。
有些用于工控的项目,建议不要用无源晶振的方法来起振,而是直接接有源晶振。
也是主要由于无源晶振需要起振的原因,而工控项目要求稳定性要好,所以会直接用有源晶振。
在有频率越高的频率的晶振,稳定度不高,所以在速度要求不高的情况下会使用频率较低的晶振。