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Kristalllastkapazitätsrechner

Berechnen Sie die tatsächliche Lastkapazität, die von einem Quarzoszillator gesehen wird, schätzen Sie den Frequenzfehler anhand der Spezifikation ab und ermitteln Sie die empfohlenen Werte für externe Kondensatoren.

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Formel

C_{rec} = 2(C_L - C_{stray})

Referenz: IEC 60444 / Crystal manufacturer application notes

CL— Specified crystal load capacitance (pF)

C1, C2— External load capacitors (pF)

Cstray— PCB stray capacitance (pF)

Wie es funktioniert

Die Kristalllastkapazität ist ein kritischer Parameter beim Entwurf von Oszillatorschaltungen, der die genaue Frequenz von Quarzoszillatoren bestimmt. Die tatsächliche Lastkapazität (CL_Actual) stellt die gesamte kapazitive Last dar, die von einem Oszillatorkristall wahrgenommen wird. Dazu gehören sowohl parallele Kondensatoren als auch jegliche Streukapazität. Eine genaue Kapazitätsanpassung ist unerlässlich, um die spezifizierte Betriebsfrequenz des Kristalls aufrechtzuerhalten und Frequenzdrift zu minimieren.

Bearbeitetes Beispiel

Problem: Entwerfen Sie einen Oszillator mit einem 32,768-kHz-Kristall, einer spezifizierten Lastkapazität von 12,5 pF und einer Streukapazität von 2 pF. Berechnen Sie die tatsächliche Lastkapazität und den möglichen Frequenzfehler. Lösung: 1. Setze C1 = C2 = 2 * (CL_Spec - Cstray) = 2 * (12,5 - 2) = 21 pF 2. Berechne CL_Actual = (C1 * C2)/(C1 + C2) + Cstray = (21 * 21)/(21 + 21) + 2 = 11,5 pF 3. Berechnen Sie den Frequenzfehler = (11,5 - 12,5)/(2 * 12,5) * 1.000.000 = -40 ppm

Praktische Tipps

✓Verwenden Sie Kondensatoren mit enger Toleranz (± 5% oder besser)
✓Minimierung der Leiterbahnlängen in der Nähe von Kristallen
✓Berücksichtigen Sie die Temperaturkoeffizienten von Kondensatoren
✓Verwenden Sie ein symmetrisches Layout für Parallelkondensatoren

Häufige Fehler

✗Ignorieren der Streukapazität bei Lastberechnungen
✗Auswahl eines unsymmetrischen Parallelkondensators
✗Entspricht nicht der angegebenen Lastkapazität
✗Die parasitäre Kapazität des PCB-Layouts wird nicht berücksichtigt

Häufig gestellte Fragen

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