为什么时钟信号选用32.768KHz的晶振

32.768KHz晶振在实时时钟RTC（Real Time Clock）的应用中之所以受到青睐，是因为它能够产生一个精确的1Hz信号。这是通过将32.768KHz的振荡信号通过内部分频器进行15次分频得到的。在振荡电路中，32.768kHz的频率非常关键，因为它是一个二的幂次方频率（2^15），这使得数据转换更为方便和精确。 实时时钟 RTC 的关键在于它的时钟信号精度，32.768kHz晶振的使用保证了在分频后能够得到标准的1Hz信号，即每秒脉冲一次。这个频率标准成为了业界的共识，而如果使用其他频率的晶振，分频后的结果很难达到1Hz的精确度，从而影响时钟的准确度。 晶振需要连接在振荡电路的OSC3与OSC4引脚之间，并且必须外加两个带有外部电阻的电容来构成完整的振荡电路。电容在电路中起到了负载的作用，确保振荡信号的稳定性和准确性。虽然有些设计中可能不显式地展示这些电容，但在一些高密度多层板中，考虑分布电容是非常必要的，尤其是在VCO（压控振荡器）等振荡电路中。 对于微控制器（MCU）电路来说，晶体的负载电容需要精确计算，并且在实际使用中，两个接在晶体旁边的电容通常是必要的。在一些情况下，如果芯片引脚的分布电容足够大，可以不需要外接电容也能启动振荡，但这并不是一个可靠的实践。电容C1和C2的作用对振荡电路的稳定性有重要影响，过大或过小都会影响电路的性能。C1和C2的值需要精确匹配，才能确保电路在放大区域正常工作。 振荡电路的设计通常采用的是三点式电容振荡电路，这种电路利用NPN型晶体管和相应的电阻电容组件构建，其核心在于满足振荡条件：系统放大倍数大于1，以及相位移满足360度。在三点式振荡电路中，晶体相当于电感，电容C1和C2用于实现所需的移相，并且在谐振条件下可以达到180度的相移。 此外，32.768kHz晶振的稳定度相对较高，具有较好的工业标准，是理想的工业频率。与高频晶振相比，虽然频率高可以减少分频次数，但高频晶振的Q值往往较低，频率稳定度不理想。因此，在需要高精度和稳定性时，32.768kHz晶振成为首选。 在实际应用中，比如在设计带有振荡电路的电子设备时，理解并正确应用晶振和负载电容是非常重要的。这一点在生产实际的产品时尤其显著，例如手机等小型电子设备，错误的设计或使用不当的电容可能会导致产品出现质量问题，甚至造成重大经济损失。因此，工程师在设计时需要特别注意这些细节，并深入理解电路的运作原理。