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Calculadora de capacitância de carga de cristal

Calcule a capacitância de carga real vista por um oscilador de cristal, estime o erro de frequência a partir da especificação e encontre os valores recomendados do capacitor externo.

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Fórmula

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

Referência: IEC 60444 / Crystal manufacturer application notes

CLSpecified crystal load capacitance (pF)
C1, C2External load capacitors (pF)
CstrayPCB stray capacitance (pF)

Como Funciona

A capacitância de carga de cristal é um parâmetro crítico no projeto de circuitos osciladores que determina a frequência precisa dos osciladores de cristal. A capacitância de carga real (CL_actual) representa a carga capacitiva total vista por um cristal oscilador, que inclui capacitores paralelos e qualquer capacitância dispersa. A correspondência precisa da capacitância é essencial para manter a frequência operacional especificada do cristal e minimizar o desvio de frequência.

Exemplo Resolvido

Problema: projete um oscilador com um cristal de 32,768 kHz, capacitância de carga especificada de 12,5 pF e 2 pF de capacitância dispersa. Calcule a capacitância de carga real e o erro de frequência potencial.
Solução: 1. Defina C1 = C2 = 2 * (CL_spec - Cstray) = 2 * (12,5 - 2) = 21 pF
2. Calcule CL_actual = (C1 * C2)/(C1 + C2) + Cstray = (21 * 21)/(21 + 21) + 2 = 11,5 pF
3. Calcule o erro de frequência = (11,5 - 12,5)/(2 * 12,5) * 1.000.000 = -40 ppm

Dicas Práticas

  • Use capacitores com tolerância restrita (± 5% ou melhor)
  • Minimize os comprimentos dos traços de PCB próximos ao cristal
  • Considere os coeficientes de temperatura dos capacitores
  • Use layout simétrico para capacitores paralelos

Erros Comuns

  • Ignorando a capacitância dispersa nos cálculos de carga
  • Seleção de capacitores paralelos desbalanceados
  • Falha em corresponder à capacitância de carga especificada
  • Não considerando a capacitância parasitária do layout do PCB

Perguntas Frequentes

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