Conceptos básicos de capacitancia del oscilador de cristal (capacitancia coincidente, capacitancia de carga y capacitancia parásita)

Fri, 29 Nov 2024 00:00:00 +0000

Circuito típico de oscilador de cristal

Un oscilador de cristal típico utiliza dos condensadores externos con valores iguales (“C1”, “C2”). A menudo se les llama condensadores de adaptación (o condensadores de carga de uso común).

Las hojas de datos generalmente especifican una capacitancia de carga requerida “CL” (Capacitancia de carga), que es la capacitancia efectiva vista por el cristal.

Si la capacitancia de carga es demasiado grande, la frecuencia de oscilación tiende a disminuir. Si es demasiado pequeña, la frecuencia tiende a aumentar.

Capacitancia y cálculo parásitos

Objetivo: elegir condensadores coincidentes (C1, C2) para que el cristal vea su CL requerido.

Fórmula:

${C_L}={C_S}+\frac{C_D \veces C_G}{C_D + C_G}$

donde:

CS: capacitancia en derivación/parásita (a menudo alrededor de 1 pF en una estimación aproximada)
CD: capacitancia total en un pin de cristal
CG: capacitancia total en el otro pin del cristal

Expansión común:

${C_D} = C_{PCB} + C_O + C_2
${C_G} = C_{PCB} + C_I + C_1

CPCB es capacitancia parásita de PCB, CI/CO son capacitancias de pines internos de MCU.

Ejemplo

Dado: -${C_S}=1pF -${C_I}={C_O}=5pF -${C_{PCB}}=4pF -${C_1=C_2}

el cristal requiere ${C_L}=10pF

Luego resuelve para obtener aproximadamente: -${C_D=C_G=18pF} -${C_1=C_2=9pF}

Bajo supuestos simétricos (CI=CO, CD=CG, C1=C2), se puede utilizar una forma simplificada.

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Capacitancia y cálculo parásitos

Ejemplo