晶振 E.S.R與C

圖中CI,C2這兩個(gè)電容就叫晶振的負載電容，分別接在晶振的兩個(gè)腳上和對地的電容，一般在幾十皮法。它會(huì )影響到晶振的諧振頻率和輸出幅度，一般訂購晶振時(shí)候供貨方會(huì )問(wèn)你負載電容是多少。

晶振的負載電容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C

式中Cd,Cg為分別接在晶振的兩個(gè)腳上和對地的電容,Cic（集成電路內部電容）+△C（PCB上電容）經(jīng)驗值為3至5pf。因此，晶振的數據表中規定12pF的有效負載電容要求在每個(gè)引腳XIN 與 XOUT上具有22pF（2 * 12pF = 24pF = 22pF + 2pF 寄生電容）。 兩邊電容為Cg,Cd,負載電容為Cl, cl=cg*cd/(cg+cd)+a
就是說(shuō)負載電容15pf的話(huà)，兩邊兩個(gè)接27pf的差不多了，

各種邏輯芯片的晶振引腳可以等效為電容三點(diǎn)式振蕩器。晶振引腳的內部通常是一個(gè)反相器, 或者是奇數個(gè)反相器串聯(lián)。在晶振輸出引腳 XO 和晶振輸入引腳 XI 之間用一個(gè)電阻連接, 對于 CMOS 芯片通常是數 M 到數十M 歐之間. 很多芯片的引腳內部已經(jīng)包含了這個(gè)電阻, 引腳外部就不用接了。這個(gè)電阻是為了使反相器在振蕩初始時(shí)處于線(xiàn)性狀態(tài), 反相器就如同一個(gè)有很大增益的放大器, 以便于起振. 石英晶體也連接在晶振引腳的輸入和輸出之間, 等效為一個(gè)并聯(lián)諧振回路, 振蕩頻率應該是石英晶體的并聯(lián)諧振頻率. 晶體旁邊的兩個(gè)電容接地, 實(shí)際上就是電容三點(diǎn)式電路的分壓電容, 接地點(diǎn)就是分壓點(diǎn). 以接地點(diǎn)即分壓點(diǎn)為參考點(diǎn), 振蕩引腳的輸入和輸出是反相的, 但從并聯(lián)諧振回路即石英晶體兩端來(lái)看, 形成一個(gè)正反饋以保證電路持續振蕩. 在芯片設計時(shí), 這兩個(gè)電容就已經(jīng)形成了, 一般是兩個(gè)的容量相等, 容量大小依工藝和版圖而不同, 但終歸是比較小, 不一定適合很寬的頻率范圍. 外接時(shí)大約是數 PF 到數十 PF, 依頻率和石英晶體的特性而定. 需要注意的是: 這兩個(gè)電容串聯(lián)的值是并聯(lián)在諧振回路上的, 會(huì )影響振蕩頻率. 當兩個(gè)電容量相等時(shí), 反饋系數是 0.5, 一般是可以滿(mǎn)足振蕩條件的, 但如果不易起振或振蕩不穩定可以減小輸入端對地電容量, 而增加輸出端的值以提高反饋量. . 一般芯片的 Data sheet 上會(huì )有說(shuō)明。

另：

1.匹配電容-----負載電容是指晶振要正常震蕩所需要的電容。一般外接電容，是為了使晶振兩端的等效電容等于或接近負載電容。要求高的場(chǎng)合還要考慮ic輸入端的對地電容。一般晶振兩端所接電容是所要求的負載電容的兩倍。這樣并聯(lián)起來(lái)就接近負載電容了。

2．負載電容是指在電路中跨接晶體兩端的總的外界有效電容。他是一個(gè)測試條件，也是一個(gè)使用條件。應用時(shí)一般在給出負載電容值附近調整可以得到精確頻率。此電容的大小主要影響負載諧振頻率和等效負載諧振電阻。

3．一般情況下，增大負載電容會(huì )使振蕩頻率下降，而減小負載電容會(huì )使振蕩頻率升高

4．負載電容是指晶振的兩條引線(xiàn)連接IC塊內部及外部所有有效電容之和，可看作晶振片在電路中串接電容。負載頻率不同決定振蕩器的振蕩頻率不同。標稱(chēng)頻率相同的晶振，負載電容不一定相同。因為石英晶體振蕩器有兩個(gè)諧振頻率，一個(gè)是串聯(lián)揩振晶振的低負載電容晶振：另一個(gè)為并聯(lián)揩振晶振的高負載電容晶振。所以，標稱(chēng)頻率相同的晶振互換時(shí)還必須要求負載電容一至，不能冒然互換，否則會(huì )造成電器工作不正常。

負載電容（請參閱數據表中的具體說(shuō)明）

注：有效負載電容
晶振制造商通常會(huì )在晶振的數據表中定義有效負載電容。從電子學(xué)角度來(lái)說(shuō)，電容器以串行方式連接到引腳XIN 與XOUT上，這時(shí)有效負載電容為：
C(eff) = {C(XIN) ? C(XOUT)}/{C(XIN) + C(XOUT)}
因此，晶振的數據表中規定12pF的有效負載電容要求在每個(gè)引腳XIN 與 XOUT上具有22pF（2 * 12pF = 24pF = 22pF + 2pF 寄生電容）。 MSP430x1xx 與 MSP430x3xx 系列為32kHz振蕩器提供了約12pF的固定集成負載電容器，并且無(wú)需任何其它外部負載電容器即可支持需要6pF有效負載電容的晶振。高頻率 XTAL 振蕩器無(wú)內置負載電容器。 MSP430x4xx 系列為低頻率與高頻率模式下的LFXT1 振蕩器提供了軟件可選的集成負載電容器。該器件數據表中提供了可選值。XT2 振蕩器沒(méi)有任何內置負載電容器。
ESR
為了確保振蕩器操作穩定，MSP430x1xx 與MSP430x3xx 系列均需要ESR < 50kOhm的32kHz晶振。MSP430x4xx 系列的低功耗振蕩器需要ESR < 100kOhm的 32kHz 晶振。 高頻率晶振的建議 ESR 值是 <= 40Ohms（頻率為8MHz時(shí)）。與建議的最大值相比，ESR的值越低，振蕩器啟動(dòng)性能與穩定性也越好。
設計考慮事項：
使晶振、外部電容器（如果有）與 MSP430 之間的信號線(xiàn)盡可能保持最短。當非常低的電流通過(guò)MSP430晶振振蕩器時(shí)，如果線(xiàn)路太長(cháng)，會(huì )使它對 EMC、ESD 與串擾產(chǎn)生非常敏感的影響。而且長(cháng)線(xiàn)路還會(huì )給振蕩器增加寄生電容。
如果MSP430在插座中：請注意插座會(huì )給振蕩器增加寄生電容。
盡可能將其它時(shí)鐘線(xiàn)路與頻繁切換的信號線(xiàn)路布置在遠離晶振連接的位置。
當心晶振和地的走線(xiàn)
將晶振外殼接地
當 VCC < 2.5 V 時(shí)，MSP430x1xx 的 LFXT1 振蕩器要求在LF模式下使用從XOUT 到 VSS 的 5.1MOhm 電阻器。

一般電容的計算公式是：