小車pcb設(shè)計(jì)技巧晶振電容

1、晶振是晶體振蕩器的簡(jiǎn)稱，在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低 的頻率是串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏?，在這個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個(gè)電感，所以只要晶 振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變化。 晶振有一個(gè)重要的參數(shù)，那就是負(fù)載電容值，選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻

2、率。 一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端，每個(gè)電容的另一端再接到地，這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請(qǐng)注意一般IC 的引腳都有等效輸入電容，這個(gè)不能忽略。一般的晶振的負(fù)載電容為 15p 或 12.5p ，如果再考慮元件引腳的等效輸入電容，則兩個(gè) 22p 的電容晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。 晶振是為電路提供頻率基準(zhǔn)的元器件，通常分成有源晶振和無(wú)源晶振兩個(gè)大類，無(wú)源晶振需要有振蕩器，并且晶振的信號(hào)電壓根據(jù)起振電路而定，允許不同的電壓，但無(wú)源晶振通常信號(hào)質(zhì)量和精度較差，需要精確匹配電路（電感、電容、電阻等），如

3、需更換晶振時(shí)要同時(shí)更換的電路。有源晶振不需要的振蕩器，可以提供高精度的頻率基準(zhǔn)，信號(hào)質(zhì)量也較無(wú)源晶振要好。 每種冊(cè)上都會(huì)提供外部晶振輸入的標(biāo)準(zhǔn)電路，會(huì)表明的最高可使用頻率等參數(shù)，在設(shè)計(jì)電路時(shí)要掌握。與計(jì)算機(jī)用CPU 不同，單片機(jī)現(xiàn)在所能接收的晶振頻率相對(duì)較低，但對(duì)于一般控制電路來(lái)說(shuō)足夠了。 另外說(shuō)明一點(diǎn)，可能有些初學(xué)者會(huì)對(duì)晶振的頻率感到奇怪，12M、24M 之類的晶振較好理解，選用如 11.0592MHZ 的晶振給人一種奇怪的感覺(jué)，這個(gè)問(wèn)題解釋起來(lái)比較麻煩，如果初學(xué)者在練習(xí)串口編程的時(shí)候就會(huì)對(duì)此有所理解，這種晶振主要是可以方便和精確的設(shè)計(jì)串口或其它異步通訊時(shí)的波特率。 問(wèn)： 我發(fā)現(xiàn)在使用晶振時(shí)

4、會(huì)和它并一個(gè)電阻,一般 1M 以上,我把它去掉,板子仍可正常工作,請(qǐng)問(wèn)這個(gè)用?可以不用嗎? 我有看到過(guò)不用的!不理解 答： 這個(gè)電阻是反饋電阻，是為了保證反相器輸電阻入端的工作點(diǎn)電壓在 VDD/2，這樣在振蕩信號(hào)反饋在輸入端時(shí)，能保證反相器工作在適當(dāng)?shù)墓ぷ鲄^(qū)。雖然你去掉該電 阻時(shí)，振蕩電路仍工作了。但是如果從示波器看振蕩波形就會(huì)不一致了，而且可能會(huì)造成振蕩電路因工作點(diǎn)不合適而停振。所以千萬(wàn)不要省略此電阻。 這個(gè)電阻是為了使本來(lái)為邏輯反相器的器件工作性區(qū), 以獲得增益, 在飽和區(qū)是沒(méi)有增益的, 而沒(méi)有增益是無(wú)法振蕩的. 如果用中的反相器來(lái)作振蕩, 必須外接這個(gè)電阻, 對(duì)于 CMOS 而言可以是

5、1M 以上, 對(duì)于 TTL 則比較復(fù)雜, 視不同類型(S,LS.)而定. 如果是指定的晶振引腳, 如在某些微處理器中, 常?？梢圆患? 因?yàn)橐呀?jīng)制作了, 要仔細(xì)閱讀 DATA SHEET 的有關(guān)說(shuō)明. 和晶振并聯(lián)的電阻作為負(fù)載，一般 1M 歐。也有和晶振串聯(lián)的電阻為諧振電阻。. 問(wèn)：晶振的參數(shù)里有配用的諧振電容值。比如說(shuō) 32.768K 的是 12.5 ；4.096M 的是 20這個(gè)值和實(shí)際電路中晶振上接的兩個(gè)電容值是什么關(guān)系？像 DS1302 用的就是 32.768K 的晶振，它的電容是 6的 答： 你所說(shuō)的是晶振的負(fù)載電容值。指的是晶振交流電路中，參與振蕩的，與晶振串聯(lián)或并聯(lián)的電容值。晶振

6、電路的頻率主要由晶振決定，但既然負(fù)載電容參與振蕩，必 然會(huì)對(duì)頻率起微調(diào)作用的。負(fù)載電容越小，振蕩電路頻率就會(huì)越高 4.096MHz 的負(fù)載電容為 20 ，說(shuō)明晶振本身的諧振頻率2.5kV 4.0kV2.5kV1.2kV過(guò)電壓等級(jí)（IEC664）16）安規(guī)電容安全等級(jí)Y1 Y2 Y3Y4絕緣類型雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣基本絕緣或附加絕緣基本絕緣或附加絕緣基本絕緣或附加絕緣額定電壓范圍 250V150V 250V150V 250V150V安規(guī)電容的參數(shù)選擇1，X 電容，聚苯乙烯（薄膜乙烯）電容，從上面的貼子里也可以看到，聚苯乙烯 的耐電壓較高，適合 EMI 電路的高壓脈沖吸收作用。Y 電容的電容量必須受

7、到限制，從而達(dá)到控制在額定頻率及額定電壓作用過(guò)它的漏電流的大小和對(duì)系統(tǒng) EMC 性能影響的目的。GJB151 規(guī)定 Y 電容的容量應(yīng)不大于 0.1uF。Y 電容除符合相應(yīng)的電網(wǎng)電壓耐壓外，還要求這種電容器在電氣和機(jī)械性能方面有足夠的安全余量，避免在擊穿短路現(xiàn)象，Y 電容的耐壓性能對(duì)保護(hù)人身安全具有重要意義惡劣環(huán)境條件下出現(xiàn)2，容量計(jì)算：一般兩級(jí) X 電容，前一級(jí)用 0.47uF,第二級(jí)用 0.1uF；單級(jí)則用 0.47uF.目前還沒(méi)有比較方便的計(jì)算方法。（電容容量的大小和電源的功率無(wú)直接關(guān)系）摘錄電解電容廠家的“鋁電解電容器適用指南”如下：一.電路設(shè)計(jì)（4）鋁電解電容分正負(fù)極，不得加反向電壓和

8、交流電壓，對(duì)可能出現(xiàn)反向電壓的地方應(yīng)使用無(wú)極性電容。對(duì)需要快速充放電的地方，不應(yīng)使用鋁電解電容器，應(yīng)選擇特別設(shè)計(jì)的具有較長(zhǎng)不應(yīng)使用過(guò)載電壓直流電壓與紋波電壓疊加后的峰值電壓低于額定值。兩個(gè)以上電解電容串聯(lián)的時(shí)候要考慮使用平衡電阻器，使得各個(gè)電容上的電壓在其額定的范圍內(nèi)。設(shè)計(jì)電路板時(shí)，應(yīng)注意電容齊防爆閥上端不得有任何線路，并應(yīng)留出 2mm 以上的空隙。電解也主要化學(xué)溶劑及電解紙為易燃物，且電解液導(dǎo)電。當(dāng)電解液與 pc 板接觸時(shí)，可能腐蝕 pc 板上的線路。，以致生煙或著火。因此在電解電容下面不應(yīng)有任何線路。的電容器。（11）設(shè)計(jì)線路板向背應(yīng)確認(rèn)發(fā)熱元器件不靠近鋁電解電容或者電解電容的下面。200

9、8-01-02 日補(bǔ)充： 鋁電解電容與鉭電解電容鋁電解電容的容體比較大，串聯(lián)電阻較大，感抗較大，對(duì)溫度敏感。它適用于溫度變化不大、工作頻率不高（不高于 25kHz）的場(chǎng)合，可用于低頻濾波。鋁電解電容具有極性，安裝時(shí)必須保證正確的極性，否則有的。與鋁電解電容相比，鉭電解電容在串聯(lián)電阻、感抗、對(duì)溫度的穩(wěn)定性等方面都有明顯的優(yōu)勢(shì)。但是，它的工作電壓較低。 紙介電容和聚酯薄膜電容其容體比較小，串聯(lián)電阻小，感抗值較大。它適用于電容量不大、工作頻率不高（如 1MHz 以下）的場(chǎng)合，可用于低頻濾波和旁路。使用管型紙介電容器或聚酯薄膜電容器時(shí)，可把其外殼與參考地相連，以使其外殼能起到的作用而減少電場(chǎng)耦合的影響

10、。 云母和陶瓷電容其容體比很小，串聯(lián)電阻小，電感值小，頻率/容量特性穩(wěn)定。它適用于電容量小、工作頻率高（頻率可達(dá)500MHz）的場(chǎng)合，用于高頻濾波、旁路、去耦。但這類電容承受瞬態(tài)高壓脈沖能力較弱，因此不能將它隨便跨接在低阻電源線上，除非是特殊設(shè)計(jì)的。 聚苯乙烯電容器其串聯(lián)電阻小，電感值小，電容量相對(duì)時(shí)間、溫度、電壓很穩(wěn)定。它適用于要求頻率穩(wěn)定性高的場(chǎng)合，可用于高頻濾波、旁路、去耦。就溫漂而言，獨(dú)石為正溫糸數(shù)+130 左右,CBB 為負(fù)溫系數(shù)-230,用適當(dāng)比例并聯(lián)使用,可使溫漂降到很小。就價(jià)格而言，鉭,鈮電容最貴,獨(dú)石,CBB 較便宜,瓷片最低,但有種高頻零溫漂黑點(diǎn)瓷片稍貴.云母電容Q 值較高，價(jià)格也稍貴。各種電容的優(yōu)缺點(diǎn)極性 名稱 制作 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)無(wú) 無(wú)感 CBB 電容 2 層聚丙乙烯和 2 層金屬箔交替夾雜然后而成。 無(wú)感，高頻特性好，體積較小 不適合做大容量，價(jià)格比較高，耐熱性能較差。無(wú) CBB 電容無(wú) 瓷片電容2 層聚乙烯和 2 層金屬箔交替夾雜然后而成。 有感，其他同上。薄瓷片兩面渡金屬膜銀而成。 體積小，耐壓高，價(jià)格低，頻率高（有一種是高頻電容） 易碎！容量低無(wú)云母電容云母片上鍍兩層金屬薄膜 容易生產(chǎn)，技術(shù)含量低。 體積大，容量小，（幾乎沒(méi)有用了）體積比CBB 更小，其他同CBB，有感兩片鋁帶和兩層絕緣膜相互層疊，轉(zhuǎn)捆后浸泡在電解液（