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晶发电子专注17年晶振生产,晶振产品包括石英晶体谐振器、振荡器、贴片晶振、32.768Khz时钟晶振、有源晶振、无源晶振等，产品性能稳定,品质过硬,价格好,交期快.国产晶振品牌您值得信赖的晶振供应商。
在电子电路中，无源晶振(晶体谐振器)是提供稳定时钟信号的常用元件。为了满足谐振条件，使晶振能够正常工作，无源晶振电路通常需要两个电容。本文将介绍晶振电路设计中的皮尔斯振荡器电路和负载电容的选择。
一、晶体压电效应
石英晶体的化学式为二氧化硅(SiO₂)，它具有压电效应。当石英晶体受到压力时，其表面会产生电荷，并且这种效应是可逆的，即当对晶片两端的电极施加电压时，晶体会产生机械变形。
在晶振中，石英晶体是关键元件。晶振的频率稳定性受多种因素影响，其中包括与晶振相关的电容选择。较大的匹配电容可以提高振荡电路的在线 Q 值，从而改善远端相位噪声;而较小的负载电容则有利于减少近端相位噪声。
二、皮尔斯电路
皮尔斯电路是一种射极接地的并联振荡电路。皮尔斯振荡器(Pierce Oscillator)由晶体X1两端的引脚、单片机内部的放大器(Amp)、匹配电容C1和C2，以及电路中的Rf和Rd组成。皮尔斯振荡器电路工作有效且稳定，广泛应用于各种电子设备中。
三、负载电容
每个晶体的负载电容值是已知的。如果单片机(MCU)要求使用特定负载电容的谐振器，用户需要精确匹配外部电容，以确保晶振正常工作。否则，可能会导致晶振不起振。32.768kHz晶体常用的负载电容有6、7、9、12.5pF。MHz晶体常见的负载电容有8、9、12、15、18、20pF。
四、匹配电容
杂散电容Cstray的值一般为4~6pF，大小取决于电路的走线布局、处理器的引脚电容等。通常，匹配电容C1和C2应相等，以确保电路的对称性和稳定性。
在选择匹配电容时，需要考虑以下因素：
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负载电容：根据晶体的负载电容值，选择合适的匹配电容C1和C2。
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杂散电容：考虑电路中的杂散电容Cstray，确保匹配电容与杂散电容之和接近晶体的负载电容。
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频率稳定性：匹配电容的选择会影响晶振的频率稳定性。较大的匹配电容可以提高振荡电路的在线Q值，从而改善远端相位噪声;而较小的负载电容则有利于减少近端相位噪声。
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设计灵活性：在选择匹配电容时，还需要考虑电路板空间和成本等因素。
总之，晶振电路设计中的皮尔斯振荡器和负载电容的选择对于确保晶振的正常工作和稳定性至关重要。在实际应用中，应根据具体需求选择合适的匹配电容，以满足电路的性能要求。随着电子技术的不断发展，对晶振电路设计的要求也将不断提高，设计人员需要不断创新，以满足市场需求。
