晶振负载电容：作用、电路应用及选择策略

　　晶振作为电子电路中的关键元件，其负载电容是一个至关重要的参数。负载电容指的是促使晶振起振的电容，它在晶振的正常工作中起着决定性作用。如果晶振的负载电容不明确，无法与电路实现匹配，晶振就难以起振，也就无法发挥其应有的功能。当并联的电容与晶振电容值相等时，晶振便能发出谐振频率。而且，负载电容还会对晶振本身的价格产生影响，因为不同的负载电容要求可能涉及到不同的制造工艺和性能指标。
　　只有当外部所接电容为匹配电容时，振荡频率才能确保在标称频率附近的误差范围内。从原理上来说，直接将晶振连接到单片机上，单片机即可工作。然而，在这样构成的振荡电路中会产生谐波，也就是不希望存在的其他频率的波。虽然这种谐波对电路的影响相对较小，但会降低电路时钟振荡器的稳定性。
　　为了提高电路的稳定性，建议在晶振的两个引脚处接入两个瓷片电容并接地，以此削减谐波对电路稳定性的影响。因此，晶振必须配备起振电容。不过，电容的具体大小并没有普遍适用的计算公式，因为不同芯片对电容的要求各不相同。
　　晶振电路中电容的作用及选择
　　在许多采用石英晶体组成的振荡电路中，都会在石英晶体两端与地之间各连接一个数十 pF 的小电容。下面以一个 CMOS 门电路构成的 32768Hz 石英晶体振荡器为例进行说明。
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　　图中，Rf 为偏置电阻，其作用是将门电路偏置在二分之一电源电压处，使 CMOS 门工作于线性放大区。32768Hz 石英晶体与电容 C1、C2 构成一个 π 型反馈支路。由于石英晶体在其谐振频率附近呈电感性，石英晶体的等效电感与 C1、C2 构成一个选频网络，进而组成一个电容三点式振荡电路。由于石英晶体的等效电感很大，所以电容 C1、C2 的容量对电路的振荡频率影响较小。一般情况下，C1 和 C2 可选用 10～50pF 的高频瓷片电容或贴片瓷介电容。其中，电容 C1 为微调电容，微调其容量，可以使振荡器输出的振荡频率为的 32768Hz。若电路对振荡频率的要求不是非常，C1 和 C2 皆选用固定电容即可。
　　单片机晶振电路中两个电容的作用
　　在单片机晶振电路中，两个电容（负载电容）的作用是将电能转换成其他形式的能。如果没有这两个电容，振荡部分会因为没有回路而停振，导致电路无法正常工作。
　　负载频率的不同会决定振荡器的振荡频率不同。即使标称频率相同的晶振，其负载电容也不一定相同。这是因为石英晶体振荡器有两个谐振频率，一个是串联揩振晶振的低负载电容晶振，另一个为并联揩振晶振的高负载电容晶振。