一纸型、簡(jiǎn)介
1.1 匹配電容
無(wú)源晶振電路中不只是有一個(gè)晶振骄恶，為了滿足諧振條件讓晶振起振正常工作食铐，通常還有兩個(gè)電容，兩個(gè)電容一般稱為“匹配電容”或者“諧振電容”僧鲁。一般外接的這兩個(gè)電容是為了使晶振兩端的等效電容等于或接近于負(fù)載電容 （晶振的負(fù)載電容是已知的虐呻，在出廠時(shí)已經(jīng)定下來(lái)了象泵，一般是幾十pF）。
要求高的場(chǎng)合還要考慮IC輸入端的對(duì)地電容铃慷。一般晶振兩端所接電容是所要求的負(fù)載電容的兩倍单芜。這樣并聯(lián)起來(lái)就接近負(fù)載電容了蜕该。
電容值的大小影響諧振頻率（也就是會(huì)發(fā)生頻偏）犁柜，一般情況下，增大電容會(huì)使震蕩頻率下降堂淡，減小電容會(huì)使震蕩頻率升高馋缅。
1.2 負(fù)載電容
晶振有一個(gè)重要的參數(shù)，即負(fù)載電容CL（Load capacitance）绢淀，它是電路中跨接晶體兩端的總的有效電容 （不是晶振外接的匹配電容）萤悴，主要影響負(fù)載諧振頻率和等效負(fù)載諧振電阻，與晶體一起決定振蕩器電路的工作頻率皆的，通過(guò)調(diào)整負(fù)載電容覆履，就可以將振蕩器的工作頻率微調(diào)到標(biāo)稱值。
二费薄、負(fù)載電容計(jì)算
2.1 電容三點(diǎn)式電路
一般單片機(jī)都會(huì)有這樣的電路硝全。晶振的兩個(gè)引腳與芯片（如單片機(jī)）內(nèi)部的反相放大器相連接，再結(jié)合外部的匹配電容CL1楞抡、CL2伟众、R1、R2召廷，組成一個(gè)皮爾斯振蕩器（Pierce oscillator）凳厢。
- U1： 增益很大的反相放大器。
- X1： 晶體竞慢。相當(dāng)于電容三點(diǎn)式電路里面的電感先紫。
- CL1、CL2： 匹配電容筹煮。是電容三點(diǎn)式電路的分壓電容泡孩，接地點(diǎn)就是分壓點(diǎn)。以接地點(diǎn)即分壓點(diǎn)為參考點(diǎn)寺谤，輸入和輸出是反相的仑鸥，但從并聯(lián)諧振回路即石英晶體兩端來(lái)看，形成一個(gè)正反饋以保證電路持續(xù)振蕩变屁，它們會(huì)稍微影響振蕩頻率眼俊，主要用與微調(diào)頻率和波形，并影響幅度粟关。
- R1： 反饋電阻（一般≥1MΩ）它使反相器在振蕩初始時(shí)處于線性工作區(qū)疮胖。
- R2： 限流電阻，與匹配電容組成網(wǎng)絡(luò)，提供180度相移澎灸，同時(shí)起到限制振蕩幅度院塞，防止反向器輸出對(duì)晶振過(guò)驅(qū)動(dòng)將其損壞。
2.2 負(fù)載電容計(jì)算公式
負(fù)載電容的公式如下所示：
等于
其中性昭，
-
：為集成電路內(nèi)部電容拦止。
-
：為PCB走線電容
。
-
：為電路板雜散電容
糜颠。
Cic + △C 一般為 3 - 5 pF
三汹族、匹配電容計(jì)算
3.1 匹配電容計(jì)算公式
為了保持晶體的負(fù)載平衡，在實(shí)際應(yīng)用中其兴，一般要求=
顶瞒，所以進(jìn)一步可以得到下式：
Cic + △C 一般為 3 - 5 pF
3.2 計(jì)算示例
負(fù)載電容（load capacitance），常用的標(biāo)準(zhǔn)值有12.5 pF元旬，16 pF榴徐，20 pF，30pF匀归，負(fù)載電容和諧振頻率之間的關(guān)系不是線性的坑资，負(fù)載電容變小時(shí)，頻率偏差量變大朋譬；負(fù)載電容提高時(shí)盐茎，頻率偏差減小。
STM32F103系列芯片使用32.768kHz晶振典型應(yīng)用徙赢，負(fù)載電容取6pF時(shí)字柠，當(dāng)
取2pF，則
四狡赐、選取原則
- 選擇NPO/COG高頻材質(zhì)的貼片陶瓷電容（外觀看起來(lái)是白色的）窑业。
- 盡量選擇小封裝的電容（封裝小的器件寄生參數(shù)小）枕屉。
- 因?yàn)槊恳环N晶振都有各自的特性常柄，所以最好按制造廠商所提供的數(shù)值選擇外部元器件。
- 在許可范圍內(nèi)搀擂，C1西潘，C2值越低越好。C值偏大雖有利于振蕩器的穩(wěn)定哨颂，但將會(huì)增加起振時(shí)間喷市。
- 最好C2值大于C1值，這樣可使上電時(shí)威恼，加快晶振起振品姓。
? 由 Leung 寫于 2021 年 11 月 10 日
? 參考：晶振負(fù)載電容外匹配電容計(jì)算與晶振振蕩電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
晶體（crystal寝并、無(wú)源晶振）兩端電容取值計(jì)算
STM32 外部晶振電路設(shè)計(jì)和匹配
晶振外匹配電容應(yīng)該怎樣選取
