[求助] 关于 XTAL 那两个电容的问题

5525   2016-9-5 06:02 楼主
如图,XTAL 的那两个电容,有点搞糊涂了,求帮忙解惑 1. C 的大小如何决定啊?,为什了图上显示都这样了 16Mhz 接 22pf 24Mhz 接 12pf 27MHz 接 39pf 更不理解的是,同时24MHz,有人用12pf, 有人用39pf? 2. 画图的时候大家喜欢把 C画在IC的远处 布线的时候却要把它放到IC的近处,问什么啊? 3.为什么有些图上,XTAL in out 间还接个电阻,有些却没有? 资料出自: 查看详情 http://ww1.microchip.com/downloads/jp/DeviceDoc/31002a.pdf http://www.atmel.com/images/doc8128.pdf https://macsbug.wordpress.com/category/psoc/ http://www.deanandara.com/UsbProgSharp/usbprog_sch.png https://www.sparkfun.com/tutorials/95 本帖最后由 5525 于 2016-9-5 06:04 编辑
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回复评论 (18)

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引用: MrKingMCU 发表于 2016-9-5 08:15
楼上说的对,我补充一点,这两颗电容称之为负载电容,同一颗晶振,配置不同的负载电容,可以得到不同的输出 ...

接电阻好像和EMC相关,这个问题我之前也想过,不过没有得到确切的答案
点赞  2016-9-5 08:17
1.电容帮助起振、微调频率,少了这两个电容不容易起振。
2.容量参考使用此晶振的IC说明,一般都是这样
3.两个电容并联可以让振荡频率稳一些
4.越近越好了,减少外面的影响
点赞  2016-9-5 07:40
1,这个电容一般晶振越高越大点,具体的请看单片机说明
2,画原理图时方便放在哪就放在哪,但PCB时去耦电容离芯片越近越能抗干扰
3,接个电阻是为了稳定,这是对高晶振说的。低速晶振可以不加
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点赞  2016-9-5 08:09
楼上说的对,我补充一点,这两颗电容称之为负载电容,同一颗晶振,配置不同的负载电容,可以得到不同的输出频率值。
比如20MHz/±20PPM的晶振,前一个是晶振的标称值20MHz,后一个是晶振在标称温度范围内的最大频偏范围。
通常,晶振的规格书上会标注出所使用的负载电容的典型值是多大,按照这个典型值来配置,是可以保证晶振的正常起振的。
负载电容有一个计算公式,ST的官方文档里有讲过,之前也看过,不过没多大用,一般晶振的规格书上都会有标注负载电容,如果你的应用对时钟要求比较高,那就选择频偏值低的,比如±5ppm,还有晶振的频偏曲线要比较平缓的
点赞  2016-9-5 08:15
电阻是给反向器提供直流偏置的。专门设计的振荡器内部集成了电阻,片外就省了。
点赞  2016-9-5 08:47
这两支电容与石英晶体(作为一支电感)构成皮尔斯振荡电路。这种振荡电路实际上是考毕子振荡电路变化出来的。
两支电容之比,决定反馈量。两支电容串联后的等效电容数值对振荡频率有影响,但很轻微,所以两支电容同比例变化数倍,对工作几乎没有什么影响(电容大则振荡频率低,但变化很小)。
至于那支输入输出之间的电阻,早期的振荡电路(在芯片内部)没有为输入端加上直流工作点,此电阻可以提供直流工作点。片内已经提供直流工作点的,加上此电阻会影响反馈量,从而影响振荡强度。此电阻取值适当,可以改善输出端波形。某些电路此电阻与石英晶体和两支电容构成的槽路串联,意义相同(当然,串联时电阻值相当小)。目的则一:降低槽路Q值。
点赞  2016-9-5 13:13
有时,去掉这两支电容,电路也可以工作。此时是电路中的分布电容起了这两支电容的作用。当然,此时电路并不是工作于最好的状态。
点赞  2016-9-5 13:15
引用: qwqwqw2088 发表于 2016-9-5 07:40
1.电容帮助起振、微调频率,少了这两个电容不容易起振。
2.容量参考使用此晶振的IC说明,一般都是这样
3. ...

谢谢回复,看手册选最优大小。
找了公司里面之前的项目,果然都是电容放在OSC和CPU之间。
也有例外的,比如arduino板子
  • Arduino osc c1 c2.png
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点赞  2016-9-5 21:16
引用: MrKingMCU 发表于 2016-9-5 08:17
接电阻好像和EMC相关,这个问题我之前也想过,不过没有得到确切的答案

谢谢回复,

自己有找了资料,Rf的确为了稳定。C的大小能影响频率吗?

Rf feedback电阻,为了稳定震动用的
RD 高频的时候限制电流用的

Rf, RD其中的一个或2个可能在CPU里面集成了,
具体要看晶振手册和CPU手册。
  • osc ref2.jpg
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点赞  2016-9-5 21:42
确实,这个问题其实有关st和ti其实都有文档说明过。但是,说实话,我并未做过真正的深究。。。
点赞  2016-9-5 21:46
引用: MrKingMCU 发表于 2016-9-5 08:15
楼上说的对,我补充一点,这两颗电容称之为负载电容,同一颗晶振,配置不同的负载电容,可以得到不同的输出 ...

又找了图,http://www.altima.jp/column/fpga_edison/xtal_match.html
截图说,这个C跟PPM的确有关系
  • OSC PPM.png
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引用: cruelfox 发表于 2016-9-5 08:47
电阻是给反向器提供直流偏置的。专门设计的振荡器内部集成了电阻,片外就省了。

DIY大牛,
你说的 “专门设计的振荡器”,就是FPGA常用的时钟输入那个,
内部集成电阻是图上这个吗?
  • OSC equal.png
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点赞  2016-9-5 21:54
引用: maychang 发表于 2016-9-5 13:15
有时,去掉这两支电容,电路也可以工作。此时是电路中的分布电容起了这两支电容的作用。当然,此时电路并不 ...

谢谢 大老板,
找了很多论文,资料,说的和你写的一样,两个电容是为了稳定用的。
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点赞  2016-9-5 22:06
引用: huaiqiao 发表于 2016-9-5 21:46
确实,这个问题其实有关st和ti其实都有文档说明过。但是,说实话,我并未做过真正的深究。。。

我也是,天天看的习惯了,不懂得就这个放过了。
终于跟大家 讨论一番,继续寻找。
回了一张图,供参考。
如大家所言,具体还要看手册。
  • xtalsch.gif
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点赞  2016-9-5 22:08
引用: maychang 发表于 2016-9-5 13:13
这两支电容与石英晶体(作为一支电感)构成皮尔斯振荡电路。这种振荡电路实际上是考毕子振荡电路变化出来的。 ...

惭愧啊,高了N年硬件,不知道这个叫 皮尔斯振荡电路
前面的两句理解了,后面的我继续消化,很多词都还给老师了。
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点赞  2016-9-5 22:13
引用: 5525 发表于 2016-9-5 22:13
惭愧啊,高了N年硬件,不知道这个叫 皮尔斯振荡电路。
前面的两句理解了,后面的我继续消化,很多 ...

考毕子振荡电路,某些教材上称科尔匹兹振荡电路,音译不同而已。现在教材上多称为三点电容式。
点赞  2016-9-5 22:32
引用: 5525 发表于 2016-9-5 22:08
我也是,天天看的习惯了,不懂得就这个放过了。
终于跟大家 讨论一番,继续寻找。
回了一张图,供参考 ...

我去你的这个碉堡了,居然是小日本的额,不过小日本做的这个质量也是不错的。还有在手动焊接的晶振焊接的温度不宜过高,否则“烧死”晶振啦。
一般的手册中确实是给出了相关的参数,但是这样以来,就让我这种懒人,就没有好好研究。哈哈。
点赞  2016-9-5 23:17
引用: 5525 发表于 2016-9-5 21:42
谢谢回复,

自己有找了资料,Rf的确为了稳定。C的大小能影响频率吗?

Rf feedback电阻,为了稳定震 ...

你手边有频谱分析仪吗?你可你换一下两个负载电容,看看它的频点是不是发生变化了。晶振分为无源晶振(Crystal)和有缘晶振(单词怎么写忘了),一般为了节省成本,都会使用无源晶振。
点赞  2016-9-6 09:10
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