晶振的匹配電容是怎么定義的?
首先我們要了解晶振負載電容,它是指晶振要正常振蕩時所需的電容。
1、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。一般晶振兩端所接電容是所要求的負載電容的兩倍。這樣并聯起來就接近負載電容了。
2、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。他是一個測試條件,也是一個使用條件。應用時一般在給出負載電容值附近調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。
3、一般情況下,增大負載電容會使振蕩頻率下降,而減小負載電容會使振蕩頻率升高。
4、負載電容是指晶振的兩條引線連接IC 塊內部及外部所有有效電容之和,可看作晶振片在電路中串接電容。負載頻率不同決定振蕩器的振蕩頻率不同。標稱頻率相同的晶振,負載電容不一定相同。因為石英晶體振蕩器有兩個諧振頻率,一個是串聯揩振晶振的低負載電容晶振:另一個為并聯揩振晶振的高負載電容晶振。所以,標稱頻率相同的晶振互換時還必須要求負載電容一致,不能冒然互換,否則會造成電器工作不正常。
晶振該如何選用電容呢?需要注意什么?
在石英晶體諧振器和陶瓷諧振器的應用中,需要注意負載電容的選擇。不同廠家生產的石英晶體諧振器和陶瓷諧振器的特性和品質都存在較大差異,在選用時,要了解該型號振蕩器的關鍵指標,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。示波器在觀察振蕩波形時,觀察OSCO管腳,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,峰值應該大于電源電壓的70%。若峰值小于70%,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。

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。
(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值選擇外部元器件。
(2)在許可范圍內,C1、C2值越低越好。C值偏大雖有利于振蕩器的穩定,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。
推薦閱讀