[应用相关] 科普:无源晶振的电容匹配与问题

[复制链接]
889|10
yxc扬兴科技 发表于 2025-8-29 11:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
,
在做方案设计选型匹配的时候偶尔也会有些小插曲,什么样的负载电容是可以起振,又需要匹配多大的电容值才能快速响应起振呢?
匹配电容并不是绝对的或者固定值,无源晶振的匹配电容一般最好选择两个一样电容,在很多的方案设计中一般常用的电容有12pF、15pF、22pPF、33pF等,大致都是一个20pF量级。
匹配电容公式.png
石英晶体不可以在RC正弦波振荡电路中使用。由于石英晶振处于串联谐振点时,晶体阻抗接近于零,调解电容器C,使LC并联电路的谐振频率接近石英晶体的固有谐振频率,电路才能产生稳定的振荡。所以石英晶体不能在RC正弦波振荡电路中使用。

无源晶振电路匹配时,经常出现的问题有以下两种:
1、不起振:晶振的欠激励现象,此现象原因在于激励功率不够或起振时间太长。这种现象通常表现为上电复位后晶振不工作或是低功耗模式下晶振不工作。
解决方法是选择能耗小的晶体,同时在数据手册允许范围内减少外接电容值,缩短起振时间,电容取值不要相同。
2、频率偏大:用示波器可以观察到输出波形的波峰和波谷被削平。此时晶振被过分驱动,应在芯片相关脚上串接电阻调整至输出波形清晰完整。

晶振测试台.png

另外还需要注意焊接,如果焊接操作不当,会对晶振造成损伤;严重时直接造成停振,或造成软伤害,晶振还能正常工作,在以后的运行时会突然停振。而焊接分为手工和机器焊接:手工焊接烙铁头温度控制在 350°C/3s,或者 260°C/5s,机器焊接分为波峰焊和回流焊。


磨砂 发表于 2025-9-4 17:55 | 显示全部楼层
负载电容是指晶振在振荡电路中与外部电容共同作用的有效总电容,它决定了晶体的谐振频率
晓伍 发表于 2025-9-4 20:18 | 显示全部楼层
当已知晶振规格书中的负载电容CL时,可通过公式 [size=0.875]Ce₁ = Ce₂ = 2[CL − (Cₛ + Cᵢ)] 推算出实际所需的匹配电容值
八层楼 发表于 2025-9-5 08:39 | 显示全部楼层
简化设计和保证平衡,通常选择两个相等大小的电容作为匹配电容
观海 发表于 2025-9-5 10:45 | 显示全部楼层
对称配置有助于减少波形失真并提高振荡稳定性
guanjiaer 发表于 2025-9-5 13:08 | 显示全部楼层
上电复位后晶振不工作或低功耗模式下停止振动
heimaojingzhang 发表于 2025-9-5 15:39 | 显示全部楼层
用示波器观察到输出波形的波峰和波谷被削平,实际频率偏离标称值
paotangsan 发表于 2025-9-5 20:17 | 显示全部楼层
PCB走线、过孔和芯片内部的杂散电容会叠加到匹配网络中,需通过仿真工具或经验值进行补偿
renzheshengui 发表于 2025-9-6 07:37 | 显示全部楼层
温度引起晶体材料特性改变,而固定容值的电容无法动态补偿这种变化。此外,焊接应力也可能导致晶振内部损伤
wowu 发表于 2025-9-6 09:57 | 显示全部楼层
无源晶振的电容匹配需综合考虑电气参数、环境因素和工艺限制
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

296

主题

309

帖子

0

粉丝
快速回复 在线客服 返回列表 返回顶部