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單片機晶振的兩個電容的作用

admin @ 2014-03-14 , reply:0

概述

單片機晶振的兩個電容的作用         這兩個電容叫晶振的負載電容,分別接在晶振的兩個腳上和對地的電容,一……

單片機晶振的兩個電容的作用          這兩個電容叫晶振的負載電容,分別接在晶振的兩個腳上和對地的電容,一般在幾十皮發。它會影響到晶振的諧振頻率和輸出幅度,一般訂購晶振時候供貨方會問你負載電容是多少。
         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腳上和對地的電容,Cic(集成電路內部電容)+△C(PCB上電容)經驗值為3至5pf。
         各種邏輯晶元的晶振引腳可以等效為電容三點式振蕩器。晶振引腳的內部通常是一個反相器, 或者是奇數個反相器串聯。在晶振輸出引腳 XO 和晶振輸入引腳 XI 之間用一個電阻連接, 對於 CMOS 晶元通常是數 M 到數十M 歐之間. 很多晶元的引腳內部已經包含了這個電阻, 引腳外部就不用接了。這個電阻是為了使反相器在振蕩初始時處與線性狀態, 反相器就如同一個有很大增益的放大器, 以便於起振. 石英晶體也連接在晶振引腳的輸入和輸出之間, 等效為一個並聯諧振迴路, 振蕩頻率應該是石英晶體的並聯諧振頻率. 晶體旁邊的兩個電容接地, 實際上就是電容三點式電路的分壓電容, 接地點就是分壓點. 以接地點即分壓點為參考點, 振蕩引腳的輸入和輸出是反相的, 但從並聯諧振迴路即石英晶體兩端來看, 形成一個正反饋以保證電路持續振蕩. 在晶元設計時, 這兩個電容就已經形成了, 一般是兩個的容量相等, 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範圍. 外接時大約是數 PF 到數十 PF, 依頻率和石英晶體的特性而定. 需要注意的是: 這兩個電容串聯的值是並聯在諧振迴路上的, 會影響振蕩頻率. 當兩個電容量相等時, 反饋係數是 0.5, 一般是可以滿足振蕩條件的, 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. 
從名稱認識電容在電路中的作用

     電容器在電子電路中幾乎是不可缺少的儲能元件,它具有隔斷直流、連通交流、阻止低頻的特性。廣泛應用在耦合、隔直、旁路、濾波、調諧、能量轉換和自動控制等電路中。熟悉電容器在不同電路中的名稱意義,有助於我們讀懂電子電路圖。

     1.濾波電容   它接在直流電源的正、負極之間,以濾除直流電源中不需要的交流成分,使直流電平滑。一般常採用大容量的電解電容器,也可以在電路中同時並接其他類型的小容量電容以濾除高頻交流電。

     2.退耦電容   並接於放大電路的電源正、負極之間,防止由電源內阻形成的正反饋而引起的寄生振蕩。

     3.旁路電容   在交、直流信號的電路中,將電容並接在電阻兩端或由電路的某點跨接到公共電位上,為交流信號或脈衝信號設置一條通路,避免交流信號成分因通過電阻產生壓降衰減。

     4.耦台電容   在交流信號處理電路中,用於連接信號源和信號處理電路或者作兩放大器的級間連接,用以隔斷直流,讓交流信號或脈衝信號通過,使前後級放大電路的直流工作點互不影響。

     5.調諧電容   連接在諧振電路的振蕩線圈兩端,起到選擇振蕩頻率的作用。

     6.襯墊電容   與諧振電路主電容串聯的輔助性電容,調整它可使振蕩信號頻率範圍變小,並能顯著地提高低頻端的振蕩頻率。適當地選定襯墊電容的容量,可以將低端頻率曲線向上提升,接近於理想頻率跟蹤曲線。

     7.補償電容 它是與諧振電路主電容並聯的輔助性電容,調整該電容能使振蕩信號頻率範圍擴大。

     9.穩頻電容   在振蕩電路中,起穩定振蕩頻率的作用。

     10.定時電容   在RC時間常數電路中與電阻R串聯,共同決定充放電時間長短的電容。

     11.加速電容   接在振蕩器反饋電路中,使正反饋過程加速,提高振蕩信號的幅度。

     12.縮短電容   在UHF高頻頭電路中,為了縮短振蕩電感器長度而串接的電容。

     13.克拉潑電容   在電容三點式振蕩電路中,與電感振蕩線圈串聯的電容,起到消除晶體管結電容對頻率穩定性影響的作用。

     14.錫拉電容   在電容三點式振蕩電路中,與電感振蕩線圈兩端並聯的電容,起到消除晶體管結電容的影響,使振蕩器在高頻端容易起振。

     15.穩幅電容   在鑒頻器中,用於穩定輸出信號的幅度。

     16.預加重電容   為了避免音頻調製信號在處理過程中造成對分頻量衰減和丟失,而設置的RC高頻分量提升網路電容。

     17.去加重電容   為恢復原伴音信號,要求對音頻信號中經預加重所提升的高頻分量和雜訊一起衰減掉,設置在RC網路中的電容。

     18.移相電容   用於改變交流信號相位的電容。

     19.反饋電容   跨接於放大器的輸入與輸出端之間,使輸出信號回輸到輸入端的電容。

     20.降壓限流電容   串聯在交流電迴路中,利用電容對交流電的容抗特性,對交流電進行限流,從而構成分壓電路。

     23.自舉升壓電容   利用電容器的充、放電儲能特性提升電路某點的電位,使該點電位達到供電端電壓值的2倍。

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