Наверняка вы задумывались – а зачем нужны конденсаторы около кварца в обвязке вашего любимого процессора. Как их выбирать? Большинство просто копирует номиналы с чужих схем (“12MHz + 22пФ?”, правильно?), я и сам так делаю.

К сожалению (или счастью, ведь это нас кормит ), для того, чтобы получить точную частоту, нужно подобрать конденсаторы к кварцу, который вы используете. Именно, к той модели, которая будет стоять в вашей схеме.

К счастью, рассчитать емкость этих конденсаторов – просто.

Возьмем, к примеру, кварц NX3225SA-12.000000MHZ от NDK. Это – хороший, стабильный (+/-15 ppm), но если вы не используете правильные конденсаторы, то точность сильно ухудшается и о 15ppm не может быть и речи.

Как узнать, какую емкость цеплять? В каждом даташите на кварц пишут емкость, на которую нужно нагрузить кварц, дабы он работал точно. Она называется “Load Capacitance” или “Cl”, для нашего кварца это — 8пФ. Нам осталось подобрать емкости так, чтобы выполнялась формула:

CL = (C1 * C2) / (C1 + C2) + Cstray

C1 и C2 – это конденсаторы, которые подключаются к кварцу, а Cstray – емкость проводников на плате, ножек контроллера, итп. Ее обычно никто не считает, а просто угадывают: к примеру, емкость ножки Stm32 – 5 пф. Чтобы угадать эту емкость как можно точнее, старайтесь делать дорожки от кварца до микросхемы короче, и тогда основной вклад будет давать сама ножка контроллера.

Теперь мы легко получаем, что емкость последовательно соединённых C1 и С2 должна быть 8-5 = 3пФ.

Если выбрать эти конденсаторы равными, то (C1 * C2) / (C1 + C2)  = C/2 = 3пФ.

Отсюда, емкость конденсаторов должна быть по 6пФ.