LCC晶振百科012期 | 解读无源晶振负载电容的计算公式！
作者：凌创微电子 日期：2024-07-25 浏览量：
负载电容值是选购无源晶振的一个重要参数。晶振的负载电容在出厂前的生产环节已经通过加工工艺锁定，在应用时无法更改。下面为大家解读晶振负载电容的计算公式。
一、名词解释：
1、负载电容（Load Capacitance，简称“CL”）：是指无源晶振内部电路中跨接晶体两端的总有效电容，也是无源晶振的一个内部重要电气参数。通常情况下，负载电容越大，晶振的功耗越高。
2、外接电容（也可称为“匹配电容”，C1和C2）：是指外接的两个电容器（且C1和C2电容值通常相等），在PCBA板上分别与晶振频率输入脚与输出脚串联的电子元件。外接电容值的大小由晶振负载电容与电路板杂散电容所决定。
3、杂散电容（也可称为“寄生电容或静态电容”，Cy或Cs）：是指杂乱的散布于电路板各处的处于变化状态的电容总值，这些杂散电容可能对无源晶振的输出频率精度及稳定性造成不确定性影响。一般情况下，杂散电容会因电路板的复杂程度及布线设计的不合理性而增加。杂散电容值一般为3PF—5PF。
二、计算公式：
1、根据已知外接电容的容值，可以计算出无源晶振的负载电容值。具体公式如下：
若外接电容（C1和C2）为20PF，杂散电容取5PF，按以上公式可知负载电容值（CL）应在15PF左右。
2、根据产品规格书上标明的负载电容，也可以计算所需外接电容的容值。具体公式如下：
C1 = C2 = 2*（CL - Cy）
下图中的负载电容CL为12.5PF，杂散电容取5PF，按以上公式可知本款无源晶振外接电容值（C1和C2）应在15PF左右。
计算路径：C1 = C2 = 2*（12.5 - 5）= 2*7.5 = 15PF
三、外接电容的目的：
1、针对晶振实际输出频率进行微调，使其尽量靠近标称频率。规则：增大外接电容值，晶振输出频率越偏负向。反之，减小外接电容值，晶振输出频率则趋于正向变化。所以给晶振选择相匹配的电容很关键。
2、外接电容可以起到对振荡电路的稳定作用。这也是为何建议在晶振频率输入脚与输出脚分别加一颗同值电容的原因。
===》外接电容仅用于无源晶振的应用。在有源晶振的电路应用中，无需外接电容。
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