whycare负载电容

负载电容(loadcapacitance)常用的标准值有12.5pF，16pF，20pF，30pF，负载电容与石英谐振器一起决定振荡器的工作频率，通过调整负载电容，一般可以将振荡器的工作频率调到标称值。

负载电容和谐振频率之间的关系不是线性的，负载电容变小时，频率偏差量变大;负载电容提高时，频率偏差减小。下图是一个晶体的负载电容和频率的误差的关系图。

晶振误差—负载电容(22pF负载电容)

负载电容的定义

从石英晶体插脚两端向振荡电路方向看进去的全部有效电容为该振荡电路加给石英晶体的负载电容。石英晶体的负载电容的定义如下式：

图1中标示出了CG，CD，CS的的组成部分。

32.768KHz的电气参数，其寄生电容典型值是0.85pF(在表格中采用的是Co)。

芯片手册上查询到。比如图三是某芯片的XI/XO的寄生电容值。

为了保持晶体的负载平衡，在实际应用中，一般要求CG=CD，所以进一步可以得到下式：

根据CG的组成部分，可以得到：

CG=Ci+CPCBXI+CL1=23.3pF

晶体布线时都会要求晶体尽量靠近振荡电路，所以CPCBXI一般比较小，取0.2pF;Ci=4.8pF。所以最终的计算结果如下：(CL2的计算过程类似)

CL1=CL2=18.3pF≈18pF

例外情况

现在有很多芯片内部已经增加了补偿电容(internalcapacitance)，所以在设计的时候，只需要选按照芯片datasheet推荐的负载电容值的选择晶体即可，不需要额外再加电容。但是因为实际设计的寄生电路的不确定性，最好还是预留CL1/CL2的位置。

以上的计算都是基于CG=CD的前提，的确有一些意外情况，比如cypress的带RTC的nvsram的时钟晶体要求两边不对称，但是幸运的是，cypress给出了详细的计算过程以及选型参考。