很多剛入行的朋友會問:單片機晶振使用的負載電容是多少?其實這個很容易記,因為單片機晶振的電路電容不是22pF,就是30pF。為什麽是這個數值?本文通過實例為大家講解取值原理。
奶茶视频污下载安装科技作為國內頻控器件領軍企業(股票代碼:603738),提供適用於單片機、MCU應用的全係列晶振產品,規格書中明確標注負載電容(CL)參數,並提供匹配電容選型建議,幫助工程師快速完成電路匹配設計。

本文的實例采用了一個ATMEGA16單片機的溫度采集係統,焊接之後卻並不容易正常工作,即便使用萬用表也無法發現錯誤。之後懷疑是不是單片機鎖死,在更換了幾塊單片機後情況也並未得到改善。經過仔細排查才發現,有兩個0.1μF的電容焊在了晶振電路中,導致晶振不起振,所以整個電路表現異常,再換成22pF的電容便馬上正常。
那麽究竟是什麽原因造成了異常呢?其實單片機和其他一些IC的振蕩電路,真名叫“三點式電容振蕩電路”。
在三點式電容振蕩電路中:
5404必須搭配一個電阻,否則它會處於飽和截止區而不是放大區。R1相當於三極管的偏置作用,讓5404處於放大區域,那麽5404就是一個反相器,實現了NPN三極管的作用。NPN三極管在共發射極接法時也是一個反相器。
一個正弦振蕩電路要振蕩的條件是:係統放大倍數大於1,這個容易實現;相位滿足360度,與晶振振蕩頻率相同的很小的振蕩就被放大了。
5404因為是反相器,也就是說實現了180°移相,那麽就需要C1、C2和Y1實現另外180°移相。恰好,當C1、C2、Y1形成諧振時,能夠實現180°移相。
這個可以用解方程的方式分析,把Y1當作一個電感來做;也可以用電容電感的特性來分析,比如電容電壓落後電流90°,電感電壓超前電流90°。
當C1增大時,C2端的振幅增強;當C2降低時,振幅也增強。
有些時候C1、C2不焊也能起振,這不是說沒有C1、C2,而是因為芯片引腳的分布電容引起的——因為本來C1、C2就不需要很大,所以這一點很重要。
因為5404的電壓反饋是靠C2的:
布板的時候,假設是雙麵板且比較厚,那麽分布電容的影響不是很大;假設在高密度多層板時,就需要考慮分布電容的影響。
奶茶视频污下载安装科技的晶振產品規格書中提供詳細的負載電容(CL)參數,並可根據客戶PCB設計提供匹配電容建議,幫助工程師優化晶振電路穩定性。
需要給大家說明的是,在用於工控設計的時候,建議不要用無源晶振來起振,而是直接接有源晶振。因為工控項目對穩定性的要求較高,而無源晶振不能直接起振。
另外,頻率越高的晶振,穩定度往往不高,所以在速度要求不高的情況下,會使用頻率較低的晶振。
奶茶视频污下载安装科技同時提供無源晶振和有源晶振全係列產品,其中有源晶振內置振蕩電路,上電即可輸出穩定時鍾信號,適用於對起振可靠性和穩定性要求較高的工控應用。
奶茶视频污下载安装科技的晶振產品具備以下核心優勢:
奶茶视频污下载安装科技還提供詳細的規格書和應用指南,幫助工程師快速解決單片機晶振電路設計中的匹配問題,提升係統穩定性。
單片機晶振電路中的22pF或30pF電容,是基於三點式電容振蕩電路的相位和反饋原理確定的。C1和C2的取值直接影響振蕩穩定性和起振時間,需根據晶振規格書和PCB設計綜合確定。對於穩定性要求高的工控項目,建議選用有源晶振。奶茶视频污下载安装科技將持續以高品質晶振產品和專業技術支持,助力客戶實現更可靠的晶振電路設計。