24M晶振匹配电容计算
晶振负载电容和匹配电容
晶振负载电容和匹配电容
晶振是用来产生精准的时钟信号的微小电子元器件。
在晶振中，
晶体是其中的关键部件，晶体可以被沿着某个明确的振荡方向激励，
从而产生稳定的振荡效果。
但是，晶体的高稳定性也需要被匹配电容
和负载电容来保证。
晶振的负载电容是在晶振电路中位于振荡电路晶体和地之间的一
个电容器。
负载电容的目的是帮助晶体振荡，在晶振电路的共振频率
产生的共振点附近，电容将允许电流流过晶体来创造振荡效果。
因此，负载电容也被称为“晶体振荡器负载电容”。
负载电容的参数需要与晶振的额定参数相匹配。
如果负载电容过
大或过小，可能会导致晶振频率的偏差，从而影响电子产品的正常工作。
因此，选择正确的负载电容十分重要。
晶振的匹配电容指的是电路中用于控制晶体电容性能的电容器。
选择合适的匹配电容，可调节晶振电路的频率并增加晶振电路的稳定性。
基本上，匹配电容被用来控制晶体的共振频率，并帮助晶体产生
稳定的振荡效果。
匹配电容需要根据晶体和负载电容的参数来选择。
选择不当的匹
配电容可能会导致频率偏差和稳定性不足的问题。
在大多数情况下，晶振负载电容和匹配电容是一起考虑的。
它们
必须被精确选择和匹配，以确保晶振器内部所有电子元件的协调运作。
因此，选择晶振器电容器时，必须要遵循生产商规定的规格和技术资料，以保证系统的稳定性和可靠性。
总的来说，晶振负载电容和匹配电容是非常重要的元件。
正确地
匹配和选择它们，可确保晶振器的出色性能和精密运作。
晶振与匹配电容问题及解决方法
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，保证放大器工作在高增益的线
晶振与匹配电容问题及解决方法
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。
晶振和电容的匹配原理
晶振和电容的匹配 /spec_pages/PNDescrpt/Load_Cap.htm 晶振 等效 于 电感/电容/内阻使用 VCXO (压控晶体振荡器)作为时钟(CLK)发生器 测量时可接出一段锡丝，锡丝上紧密缠绕十多匝线，形成天线感应，再用 counter 频率计用探头（可用示波器探头）测量。
其中 两个电容 C1、C2 通过地串联又与晶振并联，并与其他杂散电容并联。
一般选择 C1、C2 值要比其他杂散电容高 8~10 倍，来减少杂散电容影响。
一般 IC 引脚约 2~3pF，杂散电容 2~3pF Co(晶振内部电容)3~5pF 所有 Cl=C1 串 C2+IC+杂散+Co 即 Load capacitance :Cl 值fS = (Series) frequency =I2C BUS 很常用, 也常出问题, 所以我们通常要用 DIGITAL SCOPE 来观察它在出 状况前和出状况时的波形有无异样. 什么样的波形才算正确呢? 1) rise time 2) fall time 3) ack voltage 4) start condition 5) stop condition 6) 读的时候, ACK 从哪里来, 每个 BYTE 都要有? 最后一个 BYTE? 7) 写的时候, ACK 从哪里来, 每个 BYTE 都要有? 最后一个 BYTE? 8) repeated start condition 9) 9 个 CLK 的间隔必须一样吗?如何选用 Voltage Regulator? 似乎很简单, 提几个问题让大家考虑一下. 1)输出电流需要多大? 2)Dropout(压降)多大? 3)功耗多大? 4)采用哪一种 PAKAGE? 5)站立式的,要加 HEATSINK 吗? 多大的 HEATSINK 才够? 6)贴片式的, 要多大的铜片才够上热?7)PCB 所能承受的最高温度是多少? 8)如输入电压太高, REGULATOR 两端的压降太大而引起过热, 如何解决? 9) 多大的电流要求多宽的 COPPER TRACK? 10) 多大的电流要求多大的过孔?The table below gives rough guidelines of how wide to make a trace for a given amount of current. Trace Width [inches] 0.010 0.015 0.020 0.025 0.050 0.100 0.150 Trace Width [mm] 0.254 0.381 0.508 0.635 1.27 2.54 3.81 Current [A] 0.3 0.4 0.7 1.0 2.0 4.0 6.0Here is what I have used for years to calculate the current carrying capacity of a plated-thru hole. Find the circumference of the hole by multiplying the diameter x 3.141 this will give you the equivalent 1 Oz. trace width that can be used to find the current carrying capacity from the tables in IPC-D-275. Remember the copper in the hole is always 1 Oz. 1) Φ0.5 (diameter = 0.5mm) via Circumference of via = 0.5x3.14 = 1.57 mm 2) Φ0.3 (diameter = 0.3mm) via Circumference of via = 0.3x3.14 = 0.942 mm若用铜箔作为散热, 需要多大的面积? /Article/com/200511/791.html 1.系统要求: VOUT=5.0V；VIN(MAX)=9.0V；VIN(MIN)=5.6V；IOUT=700mA；运行周期=100%；T A=50℃ 根据上面的系统要求选择 750mA MIC2937A-5.0BU 稳压器，其参数为： VOUT=5V±2%(过热时的最坏情况) TJ MAX=125℃。
晶振负载电容外匹配电容计算
晶振负载电容外匹配电容计算及晶振振荡电路设计经验总结对应MCU（STM32F103XX）、WiFi（AP6212、AP6XXX）或USB HUB(FE1.1S、GL850G)一般需外部提供时钟信号，需要外挂一颗晶振，常有客户问到，如何结合晶振的负载电容计算外匹配电容容值以及在晶振振荡电路设计时需注意哪些事项，（1）晶振负载电容定义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，是晶振要正常震荡所需要的电容。
如果从石英晶体插脚两端向振荡电路方向看进去的全部有效电容为该振荡电路加给石英晶体的负载电容。
石英晶体的负载电容的定义如下式：其中：C S为晶体两个管脚之间的寄生电容（又名晶振静态电容或Shunt Capacitance），在晶体的规格书上可以找到具体值，一般0.2pF~8pF不等。
如图二是某32.768KHz的电气参数，其寄生电容典型值是0.85pF（在表格中采用的是Co）。
图1、某晶体的电气参数C G指的是晶体振荡电路输入管脚到GND的总电容，其容值为以下三个部分的和。
●需加外晶振主芯片管脚芯到GND的寄生电容 C i●晶体震荡电路PCB走线到到GND的寄生电容C PCB●电路上外增加的并联到GND的外匹配电容 C L1C D指的是晶体振荡电路输入管脚到GND的总电容。
容值为以下三个部分的和。
●需加外晶振主芯片管脚芯到GND的寄生电容, C o●晶体震荡电路PCB走线到到gnd的寄生电容，C PCB●电路上外增加的并联到GND的外匹配电容, C L2图1中标示出了C G，C D，C S的的组成部分。
图2、晶体振荡电路的概要组成（1）晶体负载电容和频偏之间的关系负载电容（load capacitance）主要影响负载谐振频率和等效负载谐振电阻，它与石英谐振器一起决定振荡器的工作频率，通过调整负载电容，一般可以将振荡器的工作频率调到标称值。
应用时我们一般外接电容，便是为了使晶振两端的等效电容等于或接近负载电容，对于要求高的场合还要考虑ic输入端的对地电容，这样便可以使得晶振工作的频率达到标称频率。
晶振工作原理及参数详解
晶振电路周期性输出信号的标称频率（Normal Frequency），就是晶体元件规格书中所指定的频率，也是工程师在电路设计和元件选购时首要关注的参数。
晶振常用标称频率在1～200MHz之间，比如32768Hz、8MHz、12MHz、24MHz、125MHz等，更高的输出频率也常用PLL（锁相环）将低频进行倍频至1GHz以上。
输出信号的频率不可避免会有一定的偏差，我们用频率误差（Frequency Tolerance）或频率稳定度（Frequency Stability）来表示，单位是ppm，即百万分之一（parts per million）（1/106），是相对标称频率的变化量，此值越小表示精度越高。
比如，12MHz晶振偏差为±20ppm，表示它的频率偏差为12×±20Hz=±240Hz，即频率范围是（11999760～12000240Hz）。
另外，还有一个温度频差（Frequency Stability vs Temp），表示在特定温度范围内，工作频率相对于基准温度时工作频率的允许偏离，它的单位也是ppm。
我们经常还看到其它的一些参数，比如负载电容、谐振电阻、静电容等参数，这些与晶体的物理特性有关。
石英晶体有一种特性，如果在晶片某轴向上施加压力时，相应施力的方向会产生一定的电位。
相反的，在晶体的某轴向施加电场时，会使晶体产生机械变形；如果在石英晶片上加上交变电压，晶体就会产生机械振动，机械形变振动又会产生交变电场，尽管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（与切割后的晶片尺寸有关，晶体愈薄，切割难度越大，谐振频率越高）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”。
将石英晶片按一定的形状进行切割后，再用两个电极板夹住就形成了无源晶振，其符号图如下所示：下图是一个在谐振频率附近有与晶体谐振器具有相同阻抗特性的简化电路。
单片机晶振频率计算公式
单片机晶振频率计算公式单片机晶振频率计算公式是指根据晶振的参数来计算出其工作频率的数学公式。
晶振是单片机中常见的外部时钟源，可以提供稳定的时钟信号，用于控制和同步单片机的工作。
晶振的频率决定了单片机的运行速度和精度，因此准确计算晶振频率非常重要。
单片机晶振频率计算公式的一般形式为：频率= 1 / (2 * π * C * R)其中，C表示晶振的电容值，R表示晶振的电阻值，π是一个数学常数，约等于3.14159。
在实际应用中，需要根据晶振的具体参数来计算频率。
晶振通常有两个参数：电容值和额定频率。
电容值是指晶振两端的电容器的电容量，通常使用皮法（pF）作为单位。
额定频率是指晶振的设计工作频率，通常以赫兹（Hz）作为单位。
以一个常见的8MHz晶振为例，假设其电容值为20pF。
根据单片机晶振频率计算公式，可以计算得到：频率= 1 / (2 * π * 20pF * R)如果我们想要计算出电阻值R，可以进行变形得到：R = 1 / (2 * π * 20pF * 频率)假设我们希望晶振频率为8MHz，代入公式计算，可以得到：R = 1 / (2 * π * 20pF * 8MHz)计算结果为R ≈ 994.73Ω。
根据计算结果，我们可以选择一个接近于994.73Ω的电阻值来匹配晶振。
在实际应用中，可以选择最接近的标准电阻值，如1KΩ或1.2KΩ。
需要注意的是，单片机晶振频率计算公式只是一个理论计算公式，实际应用中可能会受到一些因素的影响，如电容器的误差、电阻器的精度等。
因此，在选取晶振和电阻时，还需要考虑这些因素，并进行适当的调整和修正。
除了上述的简单计算公式，还有一些复杂的晶振频率计算公式，如串联谐振频率计算公式、并联谐振频率计算公式等。
这些公式针对不同的晶振电路结构和工作方式，提供了更精确的计算方法。
总结来说，单片机晶振频率计算公式是根据晶振的参数来计算其工作频率的数学公式。
通过准确计算晶振的频率，可以选择合适的晶振和电阻器，以确保单片机的正常工作。
晶振与匹配电容的总结
晶振与匹配电容的总结 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998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。
晶振功耗计算公式-概述说明以及解释
晶振功耗计算公式1.引言1.1 概述在晶振功耗计算公式的研究中，概述是非常重要的一部分。
本文将介绍晶振功耗计算公式的原理和应用，以帮助读者更好地理解和应用该公式。
晶振是电子设备中常见的一种元器件，主要用于提供时钟信号。
然而，晶振的工作需要消耗一定的电能。
因此，在设计电子系统或进行电源管理时，了解晶振的功耗是至关重要的。
本文主要关注晶振的功耗计算公式。
通过该公式，我们可以根据晶振的特性参数来计算其功耗。
这些参数包括晶振的电源电压、晶振的频率、晶振的电流等。
通过对这些参数进行合理的选择，我们可以优化系统的功耗性能。
文章将从以下几个方面对晶振功耗计算公式进行详细介绍。
首先，我们将介绍晶振的工作原理和结构，以便读者更好地理解晶振的特性和参数。
然后，我们将详细解释晶振功耗计算公式的推导过程，以便读者理解该公式的原理和应用方法。
在实际应用中，晶振功耗计算公式可以帮助设计师评估不同晶振方案的功耗性能，从而选择最适合的方案。
此外，该公式还可以帮助电源管理工程师设计合理的电源管理策略，以降低系统的功耗消耗。
通过本文的阅读和学习，读者将能够掌握晶振功耗计算公式的原理和应用，从而在实际工程中更好地应用该公式。
同时，读者也可以深入理解晶振的工作原理和功耗特性，以便在设计和维护电子系统时做出合理的决策。
接下来，我们将详细介绍晶振功耗计算公式的推导过程以及其在电子系统中的应用。
希望本文能对读者在晶振功耗计算方面提供帮助和指导。
1.2 文章结构文章结构部分是介绍本篇文章的结构和内容安排。
在这一部分，我们将解释本文的主要部分和各个部分的内容概要。
本文分为引言、正文和结论三个主要部分。
引言部分包括概述、文章结构和目的三个小节。
概述对文章的主题进行简要介绍，说明该文章的主要内容是关于晶振功耗计算公式。
文章结构部分主要介绍本文的结构和目录，用于帮助读者了解全文的组织结构。
目的部分则说明了本文撰写的目的，即为了提供晶振功耗计算公式的相关知识。
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从模块24M 晶振
（SMD3225-24MHz -7pF ）电容匹配测试报告
图 1.1 24M 晶振原理图 1测试PCB 板寄生电容
如上图1.1，图中C1与C2为匹配电容，C3为测试使用表笔（5.6pf ）。
通过频率计测试电路频率偏移，结合晶振T/S 值（T/S 值按20ppm/pf 计算），可计算出PCB 寄生电容。
使用频率计测试晶振电路频偏为-25.6ppm ，如下图1.2所示。
图 1.2 频率偏移
频偏-25.6ppm 换算成电容为1.28pf 。
加入表笔后的频率影响，总电容为：
pf C 14.52.8//2.86.5=+=）（总
根据公式：
L C C C C +=+总频偏寄生
有：
1.28pf 7pf 14.5+=+寄生C pf
可算出寄生电容C 寄生:
pf 14.3=寄生C
2.根据寄生电容值进行匹配方案设计
使用的晶振为24.000MHz,CL=7pf 。
根据C 寄生的取值，能够优化出以下几个备选方案：
表 1不同匹配电容的备选方案
可见方案B 串联后容值匹配效果较好。
已知匹配电容C1=C2=8.2pf ，表笔电容5.6pf ，晶振的T/S=20ppm/pf ，接下来可计算出实际的频率偏移。
使用表笔（5.6pf ）测试出晶振电路频偏为-25.6ppm ，计算此时电路实配电容：
14.52
C 1C 2C 1C =++•+表笔表笔）（C C pf
同时，计算不加表笔时匹配电容：
pf C C 1.42//1=
表笔令整个电路的匹配电容增加1.04pf ，即频偏增加了20.8ppm ，根据“电容容值越大，晶振电路频率越低”的原理，可得出电路未引入表笔时频偏为-4.8ppm 。
3. 测试方案B 的波形和特性阻抗。
图 1.3 方案B 芯片输入波形
图 1.4 方案B芯片输出波形
负阻抗测试，约1.5K欧姆时，不能正常抄表。
查规格书，等效电阻最大约为50欧姆，阻抗值为等效阻抗30倍，合理。
4.之前使用以下原理，未串入电阻，匹配电容10pf时输入存在明显过冲，输出波形畸变较为严重。
目前新版模块24M晶振匹配电容更换为8.2pf，并在芯片输入端串联1.2K电阻。
图 1.5 未串入电阻，匹配电容10pf时原理图
图 1.6 未串入电阻，匹配电容10pf时输入波形
图 1.7 未串入电阻，匹配电容10pf时输出波形。