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了解負(fù)載電容和等效串聯(lián)電阻

來(lái)源：http://sanctuaryinlakeelmo.com 作者：億金電子 2024年11月18

您是否考慮過(guò)電路板時(shí)序解決方案的這些關(guān)鍵參數(shù)？

出于時(shí)序目的選擇 Quartz 音叉或晶體振蕩器需要仔細(xì)規(guī)劃，以確保您的最終設(shè)計(jì)按預(yù)期執(zhí)行。您不能錯(cuò)過(guò)關(guān)鍵參數(shù)或選擇性能不佳的組件。設(shè)計(jì)社區(qū)的工程師在選擇產(chǎn)品時(shí)應(yīng)考慮以下兩個(gè)建議：

1、避免使用未經(jīng)領(lǐng)先制造商授權(quán)的分銷(xiāo)商的組件。

2、尋求電路板測(cè)試、組件選擇、優(yōu)化等的工程支持。

依靠一家知識(shí)淵博、制造優(yōu)質(zhì)電子元件的公司可以幫助您選擇產(chǎn)品，為您的項(xiàng)目在市場(chǎng)上取得成功做好準(zhǔn)備。在選擇晶體時(shí)，您可能已經(jīng)關(guān)注了最重要的參數(shù)，包括：

1、頻率。

2、工作溫度范圍。

3、頻率容差。

3、是否建議將此晶體用于您的行業(yè)應(yīng)用。

但是，還有兩個(gè)指標(biāo)對(duì)性能至關(guān)重要：負(fù)載電容和等效串聯(lián)電阻。

什么是負(fù)載電容？

負(fù)載電容是特定電子元件可以存儲(chǔ)的能量。晶體音叉具有以皮法（pF）為單位的特定電容。最終將包含石英音叉的電路板也有來(lái)自板上其他元件的自己的電容。這稱(chēng)為雜散電容。

集成到電路板中的晶體的總負(fù)載電容是晶體在運(yùn)行時(shí)將經(jīng)歷的電容總量。

為什么負(fù)載電容在時(shí)序解決方案中很重要？

為了提供您所依賴(lài)的石英晶體的穩(wěn)定、干凈、精確的信號(hào)，晶體的負(fù)載電容應(yīng)與電路板的總電容相匹配，包括雜散電容，以便您的振蕩器可以通過(guò)正確的信號(hào)強(qiáng)度運(yùn)行。

如果有效地匹配這些，則可以確保 Power 在 Oscillator 的整個(gè)周期中始終保持一致。當(dāng)能量水平保持不變時(shí)，您可以限制影響晶體穩(wěn)定性性能的功率波動(dòng)。

使用此負(fù)載電容計(jì)算器選擇合適的晶體元件。首先，從制造商提供的數(shù)據(jù)表中插入晶體的負(fù)載電容。然后，從電路板中插入雜散電容量（通常在 2 到 5 pF 之間）。根據(jù)這些數(shù)字計(jì)算的值將幫助您選擇組件。

什么是等效串聯(lián)電阻？

等效串聯(lián)電阻 （ESR）是指組件需要克服多少能量阻力才能按預(yù)期運(yùn)行。對(duì)于音叉晶振或其他用于振蕩的石英晶體，ESR 是指在其諧振頻率出現(xiàn)并且可以保持之前必須克服多少電阻。

在您為項(xiàng)目考慮的晶體的制造商數(shù)據(jù)表上，ESR 數(shù)可能以歐姆（Ω）表示（對(duì)于 MHz）和 K 歐姆（對(duì)于音叉）。

為什么 ESR 對(duì) Timing Solutions 很重要？

在任何石英振蕩器中，了解其等效串聯(lián)電阻參數(shù)可以讓您了解必須如何設(shè)計(jì)電路以確保振蕩器能夠諧振并發(fā)射您期望的精確頻率。如果 ESR 太高，振蕩器可能根本不會(huì)諧振。

了解如何補(bǔ)償 ESR 對(duì)于為打算使用盡可能少的功率以免耗盡電池的行業(yè)構(gòu)建的應(yīng)用尤為重要。例如，遠(yuǎn)程部署的設(shè)備或個(gè)人設(shè)備通常希望組件的功耗較低。

在選擇 crystals 和其他 timing solutions 時(shí)，還有其他工具可以使用嗎？

除了負(fù)載電容計(jì)算器之外，其他資源還可以幫助您選擇頻率控制元件：

1、一些頻率控制制造商有一個(gè)參數(shù)搜索工具，允許您選擇參數(shù)和要求，以確定他們有哪些產(chǎn)品可用于您的項(xiàng)目。

2、使用此計(jì)算器選擇您的公差要求和工作溫度，以確定每秒的穩(wěn)定性偏移，以及其他計(jì)算。

3、使用此 PPM 到 Hz 計(jì)算器測(cè)試組件的穩(wěn)定性，以確定任何給定晶體在運(yùn)行過(guò)程中的頻率變化。

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