晶振电容的作用及稳压电路

在应用三端稳压器时，一般都在其输入端和输出端各接一支0.1μF的小电容器，以保证其稳定工作。一个5V稳压电源，在组装电路时，恰遇库房0.1μF电容断货，于是用O.01μF电容代替，考虑到后续电路还并有多个旁路电容。以为并无大碍。在电路板上，C1、C2紧靠三端稳压器安装。电解电容C3距三端稳压器5cm，而旁路电容C4～C7则靠近各自的IC。

电路通电后，发现三端稳压器输出电压不稳定。最后确定是三端稳压器产生了振荡。内部高增益放大器为负反馈放大器，若输出侧的电容器容量不合适，就容易产生振荡。结果，将C2换成0.1μF，电路工作立刻正常了。由此得出一个教训，凡是电源用IC，其内部多含有运放。其工作状态与高增益的模拟放大器相同，一定要按手册指定的容量安装电容器，以免产生振荡。

晶振的负载电容，分别接在晶振的两个脚上和对地的电容，一般在几十皮发。它会影响到晶振的谐振频率和输出幅度，一般订购晶振时候供货方会问你负载电容是多少。晶振的负载电容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C式中Cd,Cg为分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,Cic（集成电路内部电容）+△C（PCB上电容）经验值为3至5pf。

各种逻辑芯片的晶振引脚可以等效为电容三点式振荡器。晶振引脚的内部通常是一个反相器, 或者是奇数个反相器串联。在晶振输出引脚 XO 和晶振输入引脚 XI 之间用一个电阻连接, 对于 CMOS 芯片通常是数 M 到数十M 欧之间. 很多芯片的引脚内部已经包含了这个电阻, 引脚外部就不用接了。这个电阻是为了使反相器在振荡初始时处与线性状态, 反相器就如同一个有很大增益的放大器, 以便于起振. 石英晶体也连接在晶振引脚的输入和输出之间, 等效为一个并联谐振回路, 振荡频率应该是石英晶体的并联谐振频率. 晶体旁边的两个电容接地, 实际上就是电容三点式电路的分压电容, 接地点就是分压点. 以接地点即分压点为参考点, 振荡引脚的输入和输出是反相的, 但从并联谐振回路即石英晶体两端来看, 形成一个正反馈以保证电路持续振荡。

在芯片设计时, 这两个电容就已经形成了, 一般是两个的容量相等, 容量大小依工艺和版图而不同, 但终归是比较小, 不一定适合很宽的频率范围. 外接时大约是数 PF 到数十 PF, 依频率和石英晶体的特性而定. 需要注意的是: 这两个电容串联的值是并联在谐振回路上的, 会影响振荡频率. 当两个电容量相等时, 反馈系数是 0.5, 一般是可以满足振荡条件的, 但如果不易起振或振荡不稳定可以减小输入端对地电容量, 而增加输出端的值以提高反馈量。

一些耐压较低的电解电容器，如果正、负引线标志不清时，可根据它的正接时漏电电流小(电阻值大)，反接时漏电电流大的特性来判断。具体方法是：用红、黑表笔接触电容器的两引线，记住漏电电流(电阻值)的大小 (指针回摆并停下时所指示的阻值)，然后把此电容器的正、负引线短接一下，将红、黑表笔对调后再测漏电电流。以漏电流小的示值为标准进行判断，与黑表笔接触的那根引线是电解电容器的正端。这种方法对本身漏电流小的电解电容器，则比较难于区别其的极性。