单片机晶振的负载电容有什么作用

　　单片机晶振旁边两个对地电容叫晶振的负载电容，分别接在晶振的两个脚上和对地的电容，一般在几十皮发。它会影响到晶振的谐振频率和输出幅度，一般订购晶振时候供货方会问你负载电容是多少。

　　一般单片机的晶振工作于并联谐振状态，也可以理解为谐振电容的一部分。它是根据晶振厂家提供的晶振要求负载电容选值的，换句话说，晶振的频率就是在它提供的负载电容下测得的，能最大限度的保证频率值的误差。也能保证温漂等误差。两个电容的取值都是相同的，或者说相差不大，如果相差太大，容易造成谐振的不平衡，容易造成停振或者干脆不起振。晶振负载电容值指的是晶振的交流威廉希尔官方网站 中参与振荡与晶振串联或者并联的负载电容值。晶振的威廉希尔官方网站 频率主要是有晶振自身决定，既然负载电容参与威廉希尔官方网站 振荡，肯定会对频率多少起到微调作用。负载电容值越小，振荡威廉希尔官方网站 就会反而越高。

　　各种逻辑芯片的晶振引脚可以等效为电容三点式振荡器。晶振引脚的内部通常是一个反相器，或者是奇数个反相器串联。在晶振输出引脚XO和晶振输入引脚XI之间用一个电阻连接，对于CMOS芯片通常是数M到数十M欧之间。很多芯片的引脚内部已经包含了这个电阻，引脚外部就不用接了。这个电阻是为了使反相器在振荡初始时处与线性状态，反相器就如同一个有很大增益的放大器，以便于起振。石英晶体也连接在晶振引脚的输入和输出之间，等效为一个并联谐振回路，振荡频率应该是石英晶体的并联谐振频率。晶体旁边的两个电容接地，实际上就是电容三点式威廉希尔官方网站 的分压电容，接地点就是分压点。以接地点即分压点为参考点，振荡引脚的输入和输出是反相的，但从并联谐振回路即石英晶体两端来看，形成一个正反馈以保证威廉希尔官方网站 持续振荡。在芯片设计时，这两个电容就已经形成了，一般是两个的容量相等，容量大小依工艺和版图而不同，但终归是比较小，不一定适合很宽的频率范围。外接时大约是数PF到数十PF，依频率和石英晶体的特性而定。需要注意的是：这两个电容串联的值是并联在谐振回路上的，会影响振荡频率。当两个电容量相等时，反馈系数是0.5，一般是可以满足振荡条件的，但如果不易起振或振荡不稳定可以减小输入端对地电容量，而增加输出端的值以提高反馈量。

　　振荡威廉希尔官方网站 不匹配导致晶振不起振，影响振荡威廉希尔官方网站 的三个指标：频率误差、负性阻抗、激励电平。

　　①频率误差太大，导致实际频率偏移标称频率从而引起晶振不起振。

　　解决办法：选择合适的PPM值的产品。

　　②负性阻抗过大太小都会导致晶振不起振。晶振在工作逐渐出现停振现象，用手碰触或者用电烙铁加热晶振引脚又开始工作。

　　解决办法：负性阻抗过大，可以将晶振外接电容Cd和Cg的值调大来降低负性阻抗;负性阻抗太小，则可以将晶振外接电容Cd和Cg的值调小来增大负性阻抗。一般而言，负性阻抗值应满足不少于晶振标称最大阻抗3-5倍。

　　③激励电平过大或者过小也将会导致晶振不起振，激励电平过大则可能出现晶振在工作中发烫，逐渐出现停振现象。

　　解决办法：通过调整威廉希尔官方网站 中的Rd的大小来调节振荡威廉希尔官方网站 对晶振输出的激励电平。一般而言，激励电平越小越好，处理功耗低之外，还跟振荡威廉希尔官方网站 的稳定性和晶振的使用寿命有关。

　　晶振PCB布线：在PCB布线时，晶振威廉希尔官方网站 的走线尽可能的短直，并尽可能靠近MCU，尽量降低振荡威廉希尔官方网站 中的杂散电容对晶振的影响；PCB布线的时候，尽量不要在晶振下面走信号线，避免对晶振产生电磁干扰，从而导致振荡威廉希尔官方网站 不稳定。带有晶振的威廉希尔官方网站 板一般不建议用超声波清洗，避免发生共振而损坏晶振导致不良。

　　在PCB上的位置：如果你的PCB板比较大，晶振尽量靠边一些，这是因为晶振设计在中间位置会因PCB板变形产生的机械张力而受影响，可能出现不良；如果你的PCB板比较小，晶振位置尽量往中间靠，不要设计在边沿位置，这是因为PCB板小，一般SMT过回流焊都是多拼板，在分板的时候产生的机械张力会对晶振有影响，可能产生不良。
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