石英晶振与外接电容

        各种逻辑芯片的石英晶振引脚可以等效为电容三点式振荡器. 晶振引脚的内部通常是一个反相器, 或者是奇数个反相器串联. 在石英晶体输出引脚 XO 和晶体输入引脚 XI 之间用一个电阻连接, 对于 CMOS 芯片通常是数 M 到数十 M 欧之间. 很多芯片的引脚内部已经包含了这个电阻, 引脚外部就不用接了. 这个电阻是为了使反相器在振荡初始时处与线性状态, 反相器就如同一个有很大增益的放大器, 以便于起振. 石英晶体也连接在晶振引脚的输入和输出之间, 等效为一个并联谐振回路, 振荡频率应该是石英晶振的并联谐振频率. 晶体旁边的两个电容接地, 实际上就是电容三点式电路的分压电容, 接地点就是分压点. 以接地点即分压点为参考点, 振荡引脚的输入和输出是反相的, 但从并联谐振回路即石英晶体两端来看, 形成一个正反馈以保证电路持续振荡. 在芯片设计时, 这两个电容就已经形成了, 一般是两个的容量相等, 容量大小依工艺和版图而不同, 但终归是比较小, 不一定适合很宽的频率范围. 外接时大约是数 PF 到数十 PF, 依频率和石英晶振的特性而定. 需要注意的是: 这两个电容串联的值是并联在谐振回路上的, 会影响振荡频率. 当两个电容量相等时, 反馈系数是 0.5, 一般是可以满足振荡条件的, 但如果不易起振或振荡不稳定可以减小输入端对地电容量, 而增加输出端的值以提高反馈量，一般芯片的 Data sheet 上会有说明 ，时钟晶体表晶，32.768K系列，现在国外设计开发都以小负载电容为主了，因为小负载电容，可以减少电流电压的流量，表晶线路使用小负载电容也可以使电池使命延长。
        每个石英晶振焊接在线路板上都会有两个外接电容，这两个电容叫晶振的外部负载电容，作用是启到平稳净增基准精度，和到外部调节作用，分别接在石英晶振的两个脚上和对地的电容，49S石英晶振一般外接负载电容在22pf---33pf左右，当然这也要看每个IC和到线路的匹配，49/S晶振常规的负载电容在国内都是18pf或者20pf。表晶32.768K的常规负载电容是12.5pf，当然也是要看IC和到线路板的设计。外接电容它会直接影响到晶振的谐振频率和输出幅度，一般订购晶振时候最后能准确的提供需要多大的负载电容，以为外接电容也是非常重要的一项指标。
        晶振的负载电容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C式中Cd,Cg为分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,Cic（集成电路内部电容）+△C（PCB上电容）经验值为3至5pf.