晶振的振荡频率和带宽都会受到负载电容的影响。在晶振与集成电路之间进行连接时,会产生一定的电容(包括晶体管内部电容、集成电路引脚的负载电容等),这些电容会降低晶振的质量因数Q值,进而影响它的振幅和频率稳定度。
因此,加上一个负载电容通常是必要的,它的作用是为振荡器提供必要的带宽,同时对晶振的振荡作用具有耦合作用。
许多晶振供应商在提供晶振时都会建议使用30pF的电容进行负载,在实际应用中,虽然可以根据需要选取不同的值,但30pF电容是一种通用值。
这是因为,晶振振荡回路初始是被额定频率的汇流排中的两倍容量影响的,而30pF的容量能够平衡电流与电压之间的关系,使得晶振工作得更稳定。
实际应用过程中,负载电容的改变会直接影响晶振的频率和可调范围。负载容量越大,理论上晶振的频率就需要加大。但实际上,过大的电容容值会导致晶振频率调节范围变小,整体有可能变得不稳定,所以需要在稳定性、带宽和可调范围间做出平衡。
选取负载电容的具体值需要考虑到不同的影响因素,例如振荡器的共模噪声特性、晶体管参数等。不过,普遍而言,根据晶振厂家提供的规格数据选取标准值是最保险的做法。
如果需要自己计算,可以参考一些基本的规则,如负载电容的取值范围要在晶振的负载电容标称值加减25%的范围内,同时需注意负载容量过大可能会导致整个电路变得不稳定。