晶振兩端的外接電容起什么作用?

在PCBA(印刷電路板組裝)中，晶振兩端常常并聯(lián)著兩顆電容，這些電容被稱作晶振的外接電容，它們的容值通常介于6PF到33PF之間。這些外接電容對(duì)于維持晶振輸出頻率的精確度和穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。這一頻率的穩(wěn)定性直接影響到整個(gè)電子系統(tǒng)的時(shí)序，從而影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和性能。

C1和C2電容不僅代表了電路板本身的電容，還包括了板上所有組件，包括IC管腳和晶振的電容總和。通常，我們會(huì)在電路板上看到一定量的雜散電容，這部分電容我們可以按照3~5PF來(lái)進(jìn)行估算。

晶振的外接電容需要接地(GND)，這是基于電容的分壓效應(yīng)。電容值的大小直接影響晶振的輸出頻率。電容值較小會(huì)導(dǎo)致頻率偏向正向，而電容值較大則會(huì)導(dǎo)致頻率偏向負(fù)向。這種分壓作用使得晶振的輸出頻率能夠在一定程度上抵抗外部環(huán)境因素(如溫度、濕度等)的影響，提高其穩(wěn)定性。

不同負(fù)載的晶振，要求的外接電容的容值也不一樣。這是因?yàn)椴煌呢?fù)載會(huì)對(duì)晶振的振動(dòng)特性產(chǎn)生不同的影響，因此需要通過(guò)調(diào)整外接電容的容值來(lái)適應(yīng)不同的負(fù)載特性，保證晶振的輸出頻率穩(wěn)定。

以一個(gè)具體的例子來(lái)說(shuō)明這一點(diǎn)：

-?晶振參數(shù)：

-?標(biāo)準(zhǔn)頻率：12.000000MHz

-?頻差：±20PPM

-?負(fù)載電容：12PF

如果外接電容為6PF，測(cè)量得到的振蕩電路頻率可能會(huì)上偏，例如12.000666MHz。而如果外接電容為20PF，測(cè)量得到的頻率則可能下偏，如11.999666MHz。

我們的目標(biāo)是通過(guò)調(diào)整外接電容的容值，使得晶振的輸出頻率盡可能接近日標(biāo)頻率中心點(diǎn)，即12.000000MHz。通過(guò)精確選擇電容值，我們可以減少頻率偏差，確保晶振在運(yùn)行中能夠提供穩(wěn)定且準(zhǔn)確的時(shí)鐘信號(hào)，這對(duì)于許多電子設(shè)備的正常工作和性能至關(guān)重要。

在實(shí)際應(yīng)用中，我們還需要考慮電容的質(zhì)量、溫度特性和穩(wěn)定性等因素。因此，選擇合適的外接電容，不僅需要考慮其容值，還需要考慮其品質(zhì)因素，以確保晶振電路的穩(wěn)定性和可靠性。