Как выбирать конденсаторы в обвязке кварца
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.
Спасибо. Как насчёт добавить кнопки социальных сетей?
Я давно уже хочу перестроить бложик, но из-за большего количества других проектов, не хватает времени. Поэтому — как только, так сразу 🙂
Спасибо, как раз недавно задумывался, но разобраться руки не дошли.
PS. в предпоследней строке очепятка, должно быть C/2
Исправил.
А где ссылка на оригинал?
https://www.adafruit.com/blog/2012/01/24/choosing-the-right-crystal-and-caps-for-your-design/
«Емкость ножки Stm32 – 5 пф»
Чтобы подключить кварц нужно две ножки, а ты этого не учел!
Но также там и 2 конденсатора… Описание об одном из двух шло, соответственно и ножку одну брали… Так что все учтено )
А если в даташите на контроллер написано, что нужно именно 22pF? Кто в данном случае главней? Помню, попалась как то партия AT89S, в которой часть камней не запускалась от внешнего кварца. Выкручивались установкой резистора параллельно одному из конденсаторов >_<
Полезная статья. Если кто помнит, была микросхема К176ИЕ5, в одно из плеч кварца ставился подстроечник 5…30пФ. Дедовский метод =)
Это была подстройка частоты в малых пределах. Не только на ИЕ5, делалось так везде где нужна была точность опорного генератора
Более того и сейчас частенько делается… Например в ИМС часов реального времени, если они не имеют цифровой подстройки…
[quote]Теперь мы легко получаем, что емкость параллельно соединённых C1 и С2 должна быть 8-5 = 3пФ.
Если выбрать эти конденсаторы равными, то (C1 * C2) / (C1 + C2) = C/2 = 3пФ[/quote]
Я думаю Вы хотели написать [b]»последовательно соединенных»[/b], да и приведенная Вами формула это подтверждает.
Поправил 🙂
Спасибо за статью. Постоянно ей пользуюсь. Знаю, что у тебя на сайте есть калькуляторный движок. Неплохо было бы сделать калькулятор для расчета этих кондеров.