标签: 晶振电容

在晶振电路设计中，近端和远端的相位噪声会受到不同因素的影响。通常，晶振的近端相噪主要由晶体自身的参数决定，而远端相噪则更多地依赖于晶体匹配的振荡IC的特性。电性能参数，如起振时间、负载电容、负性阻抗，都对近端和远端相位噪声都有重要影响。 KOAN凯擎小妹建议优先确保近端的稳定性，同时通过适当减少晶体电流和负载电容来改善近端相噪。另外，通过增加电流可以优化远端的相噪表现。在设计晶振电路时，建议根据应用需求在相噪、起振时间和负载电容之间进行合理权衡，以优化电路性能。 1. 起振时间(T) 起振时间的长短主要由晶体的谐振电阻和振荡器的负性阻抗共同决定。高Q值的晶体谐振电阻较小，因此起振速度更快。公式如下， 其中谐振电阻R，负电阻Rˉ、动态电感L、动态电容C1、频率ω、k为常数(12~30)： 2. 负性阻抗(Rˉ) KOAN振荡器的负性阻抗通常设计为晶体谐振电阻的3至20倍，这样可以有效加快起振过程并提高振荡的稳定性。负性阻抗的倍数越高，起振速度越快。 其中：gm为跨导，与振荡IC的设计相关。在负载电容CL较小的情况下，增加 gm的值可以提高负性阻抗，从而加快起振。 3. 负载电容(CL) 负载电容的大小不仅影响振荡器的负性阻抗，还会对近端和远端相噪带来不同的影响： 小的CL ：较小的负载电容使负性阻抗变大，起振速度更快，牵引量更大，但同时也更容易受到杂散电容的影响。这对近端相噪有利，但可能增加远端相噪。 大的CL ：较大的负载电容会减小负性阻抗，导致起振速度较慢，但杂散电容的影响较小，有助于提升远端相噪的稳定性，可能对近端相噪不利。

在选购无源晶振时，经常会被问到：“您需要多少pF的晶振?”这里的pF是无源晶振负载电容值的单位。电容的大小影响无源晶振的起振时间、频率稳定度等。 不同于振荡器，谐振器需要匹配外部谐振电路才可以输出信号，自身无法振荡。在选择晶体的负载电容时，我们要尽量权衡能量损耗和频率的稳定性。同一封装尺寸的晶体，负载越小，能耗越低。 无源晶振常用的负载电容： - kHz晶体：6，7，9，12.5pF - MHz晶体：8，9，12，15，18，20pF 根据负载电容选择匹配电容C1和C2, 通常C1=C2: - 当负载电容CL=12.5pF，建议外接电容C1=C2=15~18pF - 当负载电容CL=9pF，建议外接电容C1=C2=12pF 杂散电容Cstray的值一般为4~6pF。杂散电容可能对无源晶振的输出频率精度及稳定性造成不确定性影响。一般情况下，杂散电容会因电路板的复杂程度及/或布线设计的不合理性而增加。 如果负载电容CL很大，静态电容C0的改变对频率变化的影响很小，频率更加稳定。所以负载高，远端相位噪声好；若数过大，则很难调整到标称频率，晶振不容易起振。相反，如果负载电容CL很小，静电容C0的微小变化会造成频率的明显变化。近端相位噪声好，容易调整频率，晶振容易起振。 KOAN晶振公司配备了E5052B信号分析仪器(测量相位噪声和抖动)、S&A280B、S&A250B测试仪器，以及高低温箱，抗冲击试验设备。我们能够检测在温度、负载和功率电压变化条件下的频率稳定性。