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详解晶振的负载电容

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详解晶振的负载电容

发布日期:2018-09-06 作者:admin 点击:

负载电容晶振的一个重要参数,又称为匹配电容。下文主要介绍其概念和作用。

晶振

一、什么是负载电容?

负载是指连接在电路中的电源两端的电子元件负载包括容性负载、阻性负载和感性负载三种。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。容性负载的含义是指具有电容的性质(充放电,电压不能突变)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)。

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,可看作晶振在电路中串接了一个电容。

晶振

二、负载电容在晶振选型和替换中的意义?

晶振的标称值在测试时有一个“负载电容”的条件,在工作时满足这个条件,振荡频率才与标称值一致。负载电容只是保持这个固定的电压值,不起其他的作用。不同晶振需要不同的电压,和容值是有关系的。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。

晶振的标称值在测试时有一个“负载电容”的条件,在工作时满足这个条件,振荡频率才与标称值一致。一般来讲,串联谐振晶体有低负载电容,并联晶振有高负载电容。在电路上的特征为:晶振串一只电容跨接在IC两只脚上的,则为串联谐振型;一只脚接IC,一只脚接地的,则为并联型。

如确实没有原型号,需要代用的可采取串联谐振型电路上的电容再并一个电容,并联谐振电路上串一只电容的措施。例如:4.433MHz晶振,并一只3300PF电容或串一只70P的微调电容。

三、晶振电路中两端的电阻电容起到什么作用:

这个是晶体的匹配电容,只有在外部所接电容为匹配电容的情况下,振荡频率才能保证在标称频率附近的误差范围内。最好按照所提供的数据来,如果没有,一般是30pF左右。太小了不容易起振。在某些情况下,也可以通过调整这两个电容的大小来微调振荡频率,当然可调范围一般在10ppm量级。

1. 晶振时振时不振------a:晶振负载与两端电容不匹配造成频率偏差太大;b:晶振本身有问题,寄生&阻抗值波动大&内部焊点不牢等。

2. 晶振装板上不行,用电热风催一下或者拆下来重新装上去又可以了------主要是晶振负载与两端电容不匹配造成频率偏差太大。电热风催实际是相当于改变了线路的杂散电容。

3. 晶振负载与晶振两端的电容的匹配-------

CL=(C1*C2)/(C1+C2)+C”

其中CL:晶振的负载电容值; C1 C2:晶振两端的电容值;C”:线路杂散电容

晶振的匹配电容的主要作用是匹配晶振和振荡电路,使电路易于启振并处于合理的激励态下,对频率也有一定的“微调”作用。对MCU,正确选择晶振的匹配电容,关键是微调晶体的激励状态,避免过激励或欠激励,前者使晶体容易老化影响使用寿命并导致振荡电路EMC特性变劣,而后者则不易启振,工作亦不稳定,所以正确地选择晶体匹配电容是很重要的。

MHZ晶体单元常用的电容7.5PF,8PF,9PF,10PF,12PF以及15PF,16PF,18PF,19PF,20PF;KHZ晶体单元常用的负载电容有6PF,9PF,12.5PF等. 因此在采购给出的电容值超过20PF,我们大致可以判定所给出的参数应该是晶振外部电容,例如27PF,22PF等.如何得出晶振的负载电容:晶振线路两旁电容C1,C2.晶振匹配电容选择:[(C1*C2)/(C1+C2)]+(4~6PF)杂散电容.C1,C2是晶振旁边的两颗外接电容.总结而言,晶振的电容值是可以根据外部电容值来匹配调节的。

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