晶振电路电容的作用

屈育成 2019-09-14 49708

电容器

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描述

　　晶振电路的电容的作用

　　晶振的负载电容是一个晶振的一个重要参数。负载就是晶振起振的电容，这个负载电容决定着晶振是否可以在产品中正常起作用，如果晶振的负载不能明确，电容不匹配，起振不了，也就是不能用，并联的电容与晶振电容值相等，就可以让晶振发出谐振频率了。所以这个负载还决定着这个其晶振本身的一个价格。

　　只有在外部所接电容为匹配电容的情况下，振荡频率才能保证在标称频率附近的误差范围内。从原理上讲直接将晶振接到单片机上，单片机就可以工作。但这样构成的振荡电路中会产生谐波（也就是不希望存在的其他频率的波），这个波对电路的影响不大，但会降低电路的时钟振荡器的稳定性。

　　另外，为了电路的稳定性起见，建议在晶振的两引脚处接入两个瓷片电容接地来削减谐波对电路的稳定性的影响，所以晶振必须配有起振电容，但电容的具体大小没有什么普遍意义上的计算公式，不同芯片的要求不同。

　　晶振电路中电容的作用及选择

　　很多采用石英晶体组成的振荡电路中都在石英晶体两端与地之间各接一个数十pF的小电容，一些初学者不知道为何要接两个这样的电容，下面我们就来介绍一下这两个电容的在电路中的作用及选择。

单片机

　　门电路构成的石英晶体振荡器

　　上图是一个CMOS门电路构成的32768Hz石英晶体振荡器。Rf为偏置电阻，其作用是将门电路偏置在二分之一电源电压处，使CMOS门工作于线性放大区。32768Hz石英晶体与电容C1、C2构成一个π型反馈支路。由于石英晶体在其谐振频率附近呈电感性，石英晶体的等效电感与C1、C2构成一个选频网络，组成一个电容三点式振荡电路。因石英晶体的等效电感很大，故电容C1、C2的容量对电路的振荡频率影响很小。一般C1和C2可选用10～50pF的高频瓷片电容或贴片瓷介电容。

单片机

　　图1电路中，电容C1为微调电容，微调其容量，可以使振荡器输出的振荡频率为精确的32768Hz。若电路对振荡频率要求不是非常精确，C1和C2皆选用固定电容即可。

　　单片机晶振电路中两个电容的作用

　　单片机晶振电路中两个电容（负载电容）的作用是把电能转换成其他形式的能。如果没这两个电容的话，振荡部分会因为没有回路而停振。电路不能正常工作了。

　　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致，不能冒然互换，否则会造成电器工作不正常。

　　电动机能把电能转换成机械能，电阻能把电能转换成热能，电灯泡能把电能转换成热能和光能，扬声器能把电能转换成声能。电动机、电阻、电灯泡、扬声器等都叫做负载。

　　晶体三极管对于前面的信号源来说，也可以看作是负载。对负载最基本的要求是阻抗匹配和所能承受的功率。

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