EPSON FC-135晶振选型避坑提示指南
在晶振型号选型中,往往我们会非常重视客户对晶振参数的完整性描述,特别是负载电容这一项,相信很多工程师或者采购都有所体会,并且还会十分纳闷,晶振内部还有电容值吗?是的,并且这一电容值与两端的电容之间有一个非常重要的计算公式
其中,这里的 Ci 表示振荡电路的实际负载电容( CL晶体单元的负载电容), Cs 则表示印制基板的导线图案和部品的寄生电容等,一般按2-3pF计算。Cg 和 Cd 是振荡电路的负载电容。这个计算公式能够帮助我们精准的计算电容值,使得各电路之间的参数得到稳定的运行。但是在一些特殊电路应用中,也并不会完全依赖计算方式。例如,日本晶振工厂EPSON爱普生有一款通用的晶振型号FC-135,在ST公司的BlueNRG-MS低功耗蓝牙网络协处理器应用中,该器件对晶振的要求如下:
根据此要求,本着晶振负载电容越小功耗越低、越容易起振的特点,我们选择EPSON晶振的FC-135 32.768kHz 7.0PF +-20.0PPM,具体参数如下
假设CL=7PF,套入公式,Cg 和 Cd值相同,最后可以得出Cg和Cd的值为10PF,但按照EPSON计算的匹配结果来看
当外接的两个电容分别是12pF时,晶振就已经不能起振了,而且最合理的匹配电容应该是15pF最合适,远远不是计算出来的10pF。所以,并不是所有的电路都可以按照公式计算出来的值进行匹配,对有些特殊芯片,特殊应用场合,仅根据计算出来的值进行产品设计,可能会带来产品不能正常工作的情况发生,给产品的可靠运行带来隐患,而客户会误认为是晶振不好,造成误诊。
究其原因,我们分析可能是因为BlueNRG-MS是低功耗处理器,晶振接口驱动能力相对比较弱,导致当匹配的负载电容越小,晶振的驱动越低,当电容小到一定值时(本电路是12pF),就不足以驱动晶振,导致晶体震荡不起来。所以在FC-135晶振选型时,并不是电容值越小越好。
综上所述,对于特殊芯片电路,晶振的选型是不完全遵循常规法则的,是与晶体理论相违背的,即不能完全按照晶体负载电容越小越容易起振的理论,来选择晶振,这样会造成振荡回路饱和,从而导致启动失败。如果要使产品可靠稳定的运行,最好做晶体的匹配测试,EPSON就提供这种完全免费的增值服务,这样经过匹配测试的产品才能可靠放心的使用。所以关于FC-135晶振的选型,我们往往也要结合芯片的匹配来选择合适的电容。