晶振電路的電容的作用
晶振的負載電容是一個晶振的一個重要參數。負載就是晶振起振的電容,這個負載電容決定著晶振是否可以在產品中正常起作用,如果晶振的負載不能明確,電容不匹配,起振不了,也就是不能用,并聯的電容與晶振電容值相等,就可以讓晶振發出諧振頻率了。所以這個負載還決定著這個其晶振本身的一個價格。
只有在外部所接電容為匹配電容的情況下,振蕩頻率才能保證在標稱頻率附近的誤差范圍內。從原理上講直接將晶振接到單片機上,單片機就可以工作。但這樣構成的振蕩電路中會產生諧波(也就是不希望存在的其他頻率的波),這個波對電路的影響不大,但會降低電路的時鐘振蕩器的穩定性。
另外,為了電路的穩定性起見,建議在晶振的兩引腳處接入兩個瓷片電容接地來削減諧波對電路的穩定性的影響,所以晶振必須配有起振電容,但電容的具體大小沒有什么普遍意義上的計算公式,不同芯片的要求不同。
晶振電路中電容的作用及選擇
很多采用石英晶體組成的振蕩電路中都在石英晶體兩端與地之間各接一個數十pF的小電容,一些初學者不知道為何要接兩個這樣的電容,下面我們就來介紹一下這兩個電容的在電路中的作用及選擇。
門電路構成的石英晶體振蕩器
上圖是一個CMOS門電路構成的32768Hz石英晶體振蕩器。Rf為偏置電阻,其作用是將門電路偏置在二分之一電源電壓處,使CMOS門工作于線性放大區。32768Hz石英晶體與電容C1、C2構成一個π型反饋支路。由于石英晶體在其諧振頻率附近呈電感性,石英晶體的等效電感與C1、C2構成一個選頻網絡,組成一個電容三點式振蕩電路。因石英晶體的等效電感很大,故電容C1、C2的容量對電路的振蕩頻率影響很小。一般C1和C2可選用10~50pF的高頻瓷片電容或貼片瓷介電容。
圖1電路中,電容C1為微調電容,微調其容量,可以使振蕩器輸出的振蕩頻率為精確的32768Hz。若電路對振蕩頻率要求不是非常精確,C1和C2皆選用固定電容即可。
單片機晶振電路中兩個電容的作用
單片機晶振電路中兩個電容(負載電容)的作用是把電能轉換成其他形式的能。如果沒這兩個電容的話,振蕩部分會因為沒有回路而停振。電路不能正常工作了。
負載頻率不同決定振蕩器的振蕩頻率不同。標稱頻率相同的晶振,負載電容不一定相同。因為石英晶體振蕩器有兩個諧振頻率,一個是串聯揩振晶振的低負載電容晶振:另一個為并聯揩振晶振的高負載電容晶振。
所以,標稱頻率相同的晶振互換時還必須要求負載電容一致,不能冒然互換,否則會造成電器工作不正常。
電動機能把電能轉換成機械能,電阻能把電能轉換成熱能,電燈泡能把電能轉換成熱能和光能,揚聲器能把電能轉換成聲能。電動機、電阻、電燈泡、揚聲器等都叫做負載。
晶體三極管對于前面的信號源來說,也可以看作是負載。對負載最基本的要求是阻抗匹配和所能承受的功率。