MCU晶体为什么要各接对地电容

只看该作者 · 2025-2-28 17:48

在微控制器（MCU）的工作环境中，晶体和电容是两个非常重要的电子元件。晶体作为振荡器，为MCU提供时钟信号，而电容则通常被用来进行电源滤波和储能。

至于为什么要这么做，原因如下：

1、稳定时钟信号

接地电容可以作为一个交流信号的旁路，帮助稳定晶体产生的时钟信号。通过将晶体连接到地电平，可以有效减少外部干扰对时钟信号的影响，提高时钟信号的稳定性。

2、防止EMI

在高频工作时，晶体和电容之间的连接可以作为一个电磁屏蔽，减少电磁干扰（EMI）的影响。接地电容可以吸收和反射高频信号，降低电磁辐射，提高系统的电磁兼容性。

3、保护设备

接地电容还可以作为一个静电放电（ESD）的路径，保护设备和人身安全。当设备接触到高电压或静电时，接地电容可以迅速将电荷导入地电平，避免设备受损。

4、提高电源质量

通过在晶体和地之间添加适当的电容，可以改善电源的质量。这些电容可以平滑电源电压的波动，提供更稳定的电源环境。

只看该作者 · 2025-3-4 19:35

晶振在振荡过程中会产生谐波成分，这些谐波可能会对周围的电路产生干扰，影响系统的稳定性。负载电容可以起到一定的滤波作用，有助于抑制晶振产生的谐波，减少谐波对其他电路的干扰。

只看该作者 · 2025-3-4 20:22

外部电容抵消寄生电容，避免频率偏移或振荡模式异常。

只看该作者 · 2025-3-4 21:08

晶振要稳定、准确地振荡，需要在特定的负载电容条件下工作。晶振的制造商通常会为其产品指定一个负载电容值，例如 12.5pF、20pF 等。这个负载电容值是晶振达到标称频率所必需的外部电容条件。

1万 · 2025-3-9 19:13

晶体与电容构成串联谐振电路，电容值与晶体参数（如等效电感、串联电阻）共同决定谐振频率。
通过调整电容值，可以微调振荡频率，补偿因温度、工艺差异导致的偏差。

只看该作者 · 2025-3-9 19:22

电容与晶体一起构成了一个谐振电路，这个电路的谐振频率就是晶体的标称频率。电容的选择对于维持晶体的稳定振荡至关重要。电容的值需要与晶体匹配，以确保振荡器在正确的频率上稳定运行。

1万 · 2025-3-9 19:46

电容对高频信号呈现低阻抗，将噪声旁路到地，避免干扰晶体振荡的稳定性。

只看该作者 · 2025-3-9 20:35

对地电容还可以起到滤波的作用，它们可以抑制电源噪声，减少噪声对晶体振荡器的影响，从而提高振荡器的稳定性。

只看该作者 · 2025-3-9 22:22

晶体两端接对地电容是确保时钟信号稳定、可靠运行的关键措施，直接影响系统时序、抗干扰能力和整体性能。

只看该作者 · 2025-3-10 08:56

外部匹配电容是和PCB和芯片IO的寄生电容，杂散电容等一起构成了晶振的负载电容。

只看该作者 · 2025-3-10 15:15

电容还可以隔离晶体振荡器与MCU的其他部分，防止其他电路的噪声干扰晶体的正常工作。

只看该作者 · 2025-3-10 15:28

在选择晶体两端的对地电容时，首先要参考晶振的规格说明书，了解其推荐的负载电容值。一般来说，这两个电容的容值相等，其取值范围通常在几皮法到几十皮法之间。

只看该作者 · 2025-3-10 15:43

电容应尽量靠近晶体引脚，缩短接地路径。

只看该作者 · 2025-3-10 15:55

MCU 晶体两端所接的对地电容与晶振内部的等效电容共同构成了满足晶振正常工作所需的负载电容。通过合理选择这两个对地电容的容值，可以使整个电路的负载电容达到晶振所要求的值，从而保证晶振能够稳定地工作在标称频率上。

1万 · 2025-3-10 17:24

使用温度稳定性差或精度低的电容，可能导致频率随温度变化而漂移，影响系统的稳定性

只看该作者 · 2025-3-10 17:37

晶体振荡器需要一个负载电容来稳定其振荡频率和输出幅度。这个负载电容通常是通过在晶体两端各接一个对地电容来实现的。

1万 · 2025-3-10 17:49

接地电容可以作为一个交流信号的旁路，帮助稳定晶体产生的时钟信号。
通过将晶体连接到地电平，可以有效减少外部干扰对时钟信号的影响，提高时钟信号的稳定性。

只看该作者 · 2025-3-12 17:46

对地电容应尽可能靠近晶体放置，走线要短而粗，以减少杂散电容和电感的影响，提高振荡器的性能。

只看该作者 · 2025-3-12 22:31

晶体本身具有一定的等效负载电容，而外部接入的电容与晶体的内部电容共同构成了晶体工作的负载电容。这个负载电容的值会影响晶体的振荡频率，因此需要根据晶体的规格书来选择合适的电容值。

只看该作者 · 2025-3-14 12:03

在某些情况下，两个电容可能不完全相同，这会导致晶体的驱动电路和反馈电路之间存在相位偏移，这对于晶体的稳定振荡是有益的。