MSP430F2132 外部接入 11.0592MHz 的晶振,晶振参数为 20pF、20ppm,请问如何确定匹配
的负载电容的大小?
关于晶体振荡器的负载电容
晶振制造商通常会在晶振的数据表中定义有效负载电容。从电子学角度来说,电容器以串行方
式连接到
引脚 XIN 与 XOUT 上,这时有效负载电容为:
C(eff) = {C(XIN) * C(XOUT)}/{C(XIN) + C(XOUT)}
因此,晶振的数据表中规定 12pF 的有效负载电容要求在每个引脚 XIN 与 XOUT 上具有
22pF(2 * 12pF = #
24pF = 22pF + 2pF 寄生电容)。 MSP430x1xx 与 MSP430x3xx 系列为 32kHz 振荡器提供了
约 12pF 的固定集成
负载电容器,并且无需任何其它外部负载电容器即可支持需要 6pF 有效负载电容的晶振。高频
率 XTAL 振
荡器无内置负载电容器。 MSP430x4xx 系列为低频率与高频率模式下的 LFXT1 振荡器提供了
软件可选的集
成负载电容器。该器件数据表中提供了可选值。XT2 振荡器没有任何内置负载电容器。
ESR
为了确保振荡器操作稳定,MSP430x1xx 与 MSP430x3xx 系列均需要 ESR < 50kOhm 的
32kHz 晶振。MSP430x4xx #
系列的低功耗振荡器需要 ESR < 100kOhm 的 32kHz 晶振。 高频率晶振的建议 ESR 值是 <=
40Ohms(频率
为 8MHz 时)。 与建议的最大值相比,ESR 的值越低,振荡器启动性能与稳定性也越好。
设计考虑事项:
使晶振、外部电容器(如果有)与 MSP430 之间的信号线尽可能保持最短。当非常低的电流通
过 MSP430
晶振振荡器时,如果线路太长,会使它对 EMC、ESD 与串扰产生非常敏感的影响。而且长线
路还会给振
荡器增加寄生电容。
如果 MSP430 在插座中:请注意插座会给振荡器增加寄生电容。
尽可能将其它时钟线路与频繁切换的信号线路布置在远离晶振连接的位置。
当心晶振和地的走线
将晶振外壳接地
当 VCC < 2.5 V 时,MSP430x1xx 的 LFXT1 振荡器要求在 LF 模式下使用从 XOUT 到 VSS 的
5.1MOhm 电阻器。
一般电容的计算公式是:
两边电容为 Cg,Cd,
负载电容为 Cl
cl=cg*cd/(cg+cd)+a
就是说负载电容 15pf 的话,两边个接 27pf 的差不多了,一般 a 为 6.5~13.5pF #
MSP430 的 XT1 支持在低频模式下使用 32k 的石英晶体,晶体直接连接到 XIN 和 XOUT,不需
要接任何负载电容,用户可
以通过编程 XCAP 来选择内部的负载电容大小,一般可以选 2,6,9,12pF。当然用户也可以自己外
接负载电容。
<下面很重要,经常被问到如何选晶体和负载电容,如何对晶体布线更合理等问题,这里就一
并给大家回答一下,
如果有不正确的欢迎指正>
1. 当高频模式时,用户外接高频晶体,外接负载电容的大小和晶体的参数直接相关。MSP430
的外接高频晶体要求
ESR(等效串联电阻)值要小于 40Ohms. ESR 值越低,晶体的启动性能和稳定性能就越好。所以
我们选晶体时, 不光要
考虑负载电容,还要考虑 ESR 参数。