Statek斯塔克带您剖析电容频率的重要性，当为振荡器订购晶体时在例如32.768kHz或20MHz的频率f下操作，指定单独操作。而晶体将以接近其串联谐振频率的频率实际的振荡频率通常是轻微的与此频率不同（“并联谐振电路”）。1

假设你有一个晶体振荡器电路你想购买这样的晶体在这个电路中，振荡频率是f。怎么办，你需要告诉水晶制造商完成这个吗？你需要发送一个振荡器设计以及所有相关细节其设计，例如电容器、电阻器、有源元素，以及与布局相关的偏差？幸运的是，答案是否定的频率f，只需要一个数字负载电容CL。
假设你的石英晶体振荡器工作在期望的频率频率f。在该频率下，晶体具有 复阻抗Z，并且为了频率的操作，这是唯一的属性重要的水晶。因此，要使你的振荡器工作在频率f，你需要晶体 阻抗为Z，频率为f。所以，在最糟糕的是，您需要指定的只是一个单一的复合体 数字Z = R+jX。事实上，它甚至比这个.

虽然原则上应该指定晶体 频率为f时的电阻R，通常是R的晶体间变化和振荡器的灵敏度 这种变化足够低没有必要指定R。这并不是说晶体电阻没有影响；确实如此。我们将在第4节进一步讨论这一点。

这里我们设置ω = 2πf。物理上，在这里频率，串联组合的阻抗 并且电容C1具有零相位 (等价地，具有零电抗或者是纯粹的 电阻性的)。参见图1。要了解这一点，请考虑

其中第二步遵循等式(1 ),并且 电容C的电抗 is -1/(ωC)。

因此，确保适当振荡频率的任务 任务是提供组件(晶体在这 情况)，在指定的频率下，具有所需电抗，用a表示 电容CL由等式(1)得出。2 举个例子， 代替指定具有电抗的晶体20MHz时为400ω，我们指定晶体具有负载20MHz时的电容为20pF，或者更正常地， 我们规定晶体频率为20MHz负载电容为20pF。

OSCILLATOR MODELPACKAGE (mm)FREQUENCY RANGE
(Click for Data Sheet)CXOU
Ultra-Low Power2.0 x 1.232 kHz to 100 kHzCXOL
Ultra-Low Power3.2 x 1.532 kHz to 100 kHzCXOLAT3.2 x 1.532.768 kHzCXOLHG
High Shock3.2 x 1.516kHz to 32.768 kHzCXOLHT
Performance to 200°C
Shock to 100,000g3.2 x 1.516 kHz to 50 MHzCXOLP
Low Power3.2 x 1.51 MHz to 8.5 MHzCXOQ, CXOQHG
High Shock2.5 x 2.016 kHz to 100 MHzSTXO, STXOHG
Tight Frequency Stability
Shock to 100,000g3.2 x 2.510 MHz to 70 MHzCXOX, CXOXHG
High Shock3.2 x 2.516 kHz to 160 MHzCXOXHT
High Temperature3.2 x 2.532.768 kHz
1 MHz to 50 MHz
CXOXULP
Ultra-Low Power3.2 x 2.532.768 kHzCXOXULPHT
High Temperature
Ultra Low Power3.2 x 2.532.768 kHzCXOXLPN
Low Phase Noise
High Shock3.2 x 2.510 MHz to 125 MHzCXOXLPNR
Radiation Tolerant3.2 x 2.520 MHz to 125 MHzMTXO, MTXOHG
Tight Frequency Stability (±5ppm)
High Shock3.2 x 2.510 MHz to 50 MHzCXOMK, CXOMKHG
High Shock6.5 x 5.032.768 kHz
200 kHz to 200 MHzCXOMKHT
High Temperature6.5 x 5.032.768 kHz
200 kHz to 50 MHzLVDS3.2 x 5.0
7.0 x 5.010 MHz to 160 MHzETXO
High Frequency7.5 x 5.020 MHz to 125 MHzHTXO
High Temperature7.5 x 5.032.768 kHz
1.5 MHz to 50 MHzHGXO
High Shock7.5 x 5.032.768 kHz to 50 MHzHGXOHT
High Shock
High Temperature7.5 x 5.032.768 kHz
460 kHz to 50 MHz

正如我们将在第4节看到的，振荡器和晶体决定CL。然而，水晶的作用 因为在零电阻的极限下， 晶体在确定CL时起不到任何作用。在…里 在这种极限情况下，将CL称为 确定振荡器负载电容 完全由振荡器控制。然而，当它到来时 订购晶体的时间，指定晶体具有 负载电容CL处的频率f，即它是a 晶体频率的条件。正因为如此， 称CL为晶体是合理的 负载电容。为了便于讨论，我们 简单地避免这个问题，并使用负载这个术语电容。Statek斯塔克带您剖析电容频率的重要性.

我们现在将方程(1)作为我们的定义关系式 我们所说的具有给定频率的晶体是什么意思 在给定的负载电容下。

回想一下，在固定模式下，a的电抗晶体从负值增加到零在串联谐振时，接近大的正值 并联谐振，其中它迅速减小到大 负值，然后再次增加到零。(参见参考文献[1])。)通过排除一个区域 围绕并联共振，我们有一个单一的 每个电抗值的频率。这样一来， 我们可以把频率f1与给定的C1值联系起来。 所以，CL的正值对应一个频率 串联和并联谐振之间。大的 C1的负值对应于一个频率 低于串联谐振，而负值较小 对应于高于并联谐振频率。 (参见下面的等式(3)。)

C1和C0是运动的和静止的 晶体的电容。(参见 参考文献[1]对此进行了推导和讨论 关系。)就本说明而言，我们是指 方程(3)作为晶体频率方程。 这显示了SPXO振荡器的依赖性 工作频率取决于其负载电容及其对水晶本身的依赖。特别是改变负载时的小数频率变化从CL1到CL2的电容良好近似值.

方程（3）给出了操作的依赖性负载电容CL上的频率FL负分数频率变化率CL被称为微调灵敏度TS。使用等式（3），这近似为

由此我们可以看出，晶体对光更敏感 给定较低CL值下的CL变化。

考虑一个简单的皮尔斯振荡器，由晶体、放大器、栅极和漏极电容 如图2所示

至少有三个杂散电容必须在计算负荷时要加以考虑皮尔斯振荡器电路的电容。

输入端增加的电容放大器接地。这种情况的来源可能是放大器本身和走线电容 地面。因为这个电容与CG，我们可以简单地把它吸收到我们的定义中CG的。(即CG是的电容 对地电容加上任何额外的这一侧对地电容 放大器。)

分流晶体as的杂散电容Cs 如图2所示。

如上所述，重新定义CG和CD，然后 遵循[2]，振荡的条件之一是

是并联组合的阻抗 晶体和电容Cs和Ro是输出 放大器的电阻。

根据这些结果，等式(6)给出如下 CL的方程式

其中R’由等式(9)近似。注意到 CL的等式实际上更复杂一点 因为R’依赖于CL。

可以看出，CL随着R1的增加而减小 因此，根据等式(3)，操作频率 随着晶体电阻的增加而增加。所以，负荷 电容确实依赖于晶体 本身。但是正如我们前面提到的 晶体电阻的变化和由此产生的灵敏度 这种变化通常是足够低的 依赖性可以忽略。(在这种情况下，是名义上的 晶体电阻值用于计算CL。)

然而，有时阻力效果不能 忽略。两个晶体调谐，所以都有 给定负载下完全相同的频率 电容C1可以以不同的频率振荡如果它们的电阻不同。这 细微的差别导致观察到的增加 系统频率变化高于晶体引起的频率变化 频率校准误差和板对板 组件变化。

注意，在零晶体电阻的情况下(或在 与输出电阻Ro相比最不可忽略 放大器的)，等式(11)给出

因此，在这种情况下，负载电容是杂散电容分流晶体加串联每侧两个电容的电容晶体接地
虽然原则上人们可以从电路设计中，一个更简单的方法就是简单地测量 CL。这也更可靠，因为它不依赖于在振荡器电路模型中，考虑了与布局相关联的偏离(这可能很难估计)，并且它考虑了晶体电阻。这里有两种方法 测量CL。

这种方法需要阻抗分析仪，但是不需要了解晶体参数并且与晶体模型无关。

3.使用阻抗分析仪，测量 频率f1下晶体的电抗X 在步骤2中确定。

4.使用等式(1)和计算CL FL (ω = 2πFL)和X在FL的测量值。

这种方法依赖于四参数 晶体模型，并需要这些知识参数(通过您自己的测量或作为由晶体制造商提供)。

1.得到一个类似的水晶有序的，即具有相似的频率和抵抗

3.把这个晶体放在振荡器中测量 操作频率f1(如在方法1中， 第二步。)

4.使用等式(3)和计算CL FL、Fs、C1和C0的测量值。

建议遵循任一程序 至少有三块水晶。如果处理得当，这技术通常给出一致的CL值 到大约0.1 pF。对决赛更有信心 可以通过对重复该过程来找到结果 评估板对板的板数 CL的变化。

至少在三种情况下 CL不是必需的:

1.你打算以串联共振频率操作晶体。

2.您可以容忍频率上的大误差（在0.1%或更高的数量级）。
3.电路的负载电容为 足够接近标准值(参见晶体 数据手册)，频率差为 可以忍受。这种差异可以通过下式计算 等式(4)。

如果您的应用程序不符合这三个条件之一 以上条件，你应该慎重考虑 估计振荡器的负载电容，并 使用该值指定您的晶体。