晶振電路電容選取的計算方法

在電路圖的設計過程中我們經常會遇到一個非常常見與實際的問題，那就是MCU的心臟——晶振，它所匹配的電容該選多大呢？

前輩們給我們的經驗是22pf或者是6.8pf，那為什么選這樣的值呢？

讓我們來看看吧。

這里涉及到晶振的一個非常重要的參數，即負載電容CL（Load capacitance），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），主要影響負載諧振頻率和等效負載諧振電阻，與晶體一起決定振蕩器電路的工作頻率，通過調整負載電容，就可以將振蕩器的工作頻率微調到標稱值。

負載電容的公式如下所示：

CS ：為晶體兩個管腳間的寄生電容（Shunt Capacitance），它與晶振外接的匹配電容（也就是我們要確定大小的電容CL1、CL）是并聯的。

CD：表示晶體振蕩電路輸出管腳到地的總電容，包括PCB走線電容CPCB、芯片管腳寄生電容CO、外加匹配電容CL2，即CD=CPCB+CO+CL2（CG、CD， ）。

CG ：表示晶體振蕩電路輸入管腳到地的總電容，包括PCB走線電容CPCB、芯片管腳寄生電容CI、外加匹配電容CL1，即CG=CPCB+CI+CL1（一般我們將CL1、CL2選為一樣的值，因此CG、CD一般相同）。

它們與晶振是串聯的。

一般CS 為1pF左右，CI與CO一般為幾個皮法，CPCB=5pF，具體可參考芯片或晶振的數據手冊。

如下

上圖是TI公司MSP430單片機的芯片管腳寄生電容為2pf。

CPCB=5pF

不同公司生產的同一標稱頻率的晶振，所需要的負載電容CL（Load capacitance）可能不同。

我們以EPSON(愛普生) 的常用的32768HZ的晶振為例型號： Q13FC1350000400

我們以負載電容最高為12.5pf計算：CS 為1.5pF左右，CI與CO為5pf，CPCB=5pF

可以得出CL1為22pf.

再以7pf計算CS 為1pF左右，CI與CO為2pf，CPCB=4pF

可以得出CL1為6.8pf.左右

注意：CPCB，CS 在不同的芯片，不同的PCB布局當中是不同的，因此在計算當中我做了修改，在實際的運用當中，我們貼片式晶振中電容一般選22pf或6.8pf即可，（直插式晶振一般取30pF，22pf，晶振的頻率取值在1.2MHz～12MHz之間也可以查看廠家的推薦電容值）。