ورقة مرجعية
Crystal load capacitors
حدّد C1 وC2 من CL للكريستال، ولماذا يهم ذلك
دليل سعة الحمل للكريستال
لا يستقر الكريستال على تردده المطبوع إلا عندما تطابق السعة الكلية التي يراها دبوساه - سعة حمل المذبذب، CL - القيمة التي ضبطته الشركة المصنّعة عليها. وCL ليست قطعة واحدة: إنها مجموع المكثفين المنفصلين الموصولين من كل دبوس للكريستال إلى الأرضي مع السعة الطفيلية الموجودة أصلًا من مسارات PCB والوسادات ودبابيس الدارة المتكاملة نفسها. أخطئ في المجموع فيستمر الكريستال في التذبذب، لكن ليس على التردد تمامًا.
لدارة Pierce القياسية بمكثفين الموجودة على كريستال كل متحكم تقريبًا، العلاقة هي CL = (C1 x C2)/(C1 + C2) + Cstray. وبما أن C1 وC2 يُختاران متساويين في الممارسة دائمًا تقريبًا، تختصر إلى C = 2 x (CL - Cstray)، حيث C قيمة كل مكثف. Cstray - سعة المسارات والوسادات والدبابيس التي يراها دبوسا الكريستال إضافة للمكثفات المنفصلة - تبلغ عادةً نحو 3-5pF على لوحة مدمجة، لكنها تعتمد على التخطيط والدارة المتكاملة المحددة، فاعتبرها تقديرًا أوليًا وتحقق منها في ورقة بيانات الشريحة المضيفة عند توفرها.
استخدام سعة حمل فعلية مختلفة عما ضُبط عليه الكريستال يسحب التردد عن قيمته الاسمية في اتجاه متوقع: سعة حمل زائدة تخفض التردد، وناقصة ترفعه. حجم الإزاحة عادةً من بضعة إلى بضع عشرات أجزاء في المليون لكل بيكوفاراد من عدم التطابق لكريستال نموذجي - صغير بما يكفي ليتجاهله المنطق الرقمي البسيط، لكنه كبير بما يكفي ليؤثر في انجراف توقيت RTC أو ساعة تغذي USB أو راديو، حيث ميزانية التفاوت ضيقة.
| CL المقننة للكريستال | المكثف الخارجي لكل طرف (C1 = C2)، Cstray ≈ 3-5pF | أقرب قيمة مكثف قياسية | نوع الكريستال النموذجي |
|---|---|---|---|
| 6pF | 2-6pF | ≈3-5pF، أو يُحذف أحيانًا تمامًا | كريستالات ساعة/RTC بتردد 32.768kHz فائقة انخفاض الاستهلاك - تصنيف CL منخفض نادر يُختار لخفض قدرة تشغيل المذبذب |
| 7pF | 4-8pF | ≈6.8pF | كريستالات RTC بتردد 32.768kHz منخفضة الاستهلاك، شائعة في التصاميم العاملة بالبطارية |
| 9pF | 8-12pF | 10pF | كريستالات RTC بتردد 32.768kHz - بديل CL منخفض من الشركة المصنّعة لـ 12.5pF |
| 12.5pF | 15-19pF | 18pF (بعض التصاميم تستخدم أقل إن كانت سعة دبابيس المتحكم نفسه عالية) | التصنيف القياسي الفعلي لكريستالات ساعة/RTC بتردد 32.768kHz |
| 15pF | 20-24pF | 22pF | بعض كريستالات 32.768kHz وعدد قليل من قطع MHz منخفضة التردد |
| 18pF | 26-30pF | 27pF (30pF شائع أيضًا) | كريستالات MHz الكلاسيكية HC-49/HC-49U ذات الثقوب (8، 12، 16MHz، إلخ) - افتراضي منذ زمن طويل |
| 20pF | 30-34pF | 33pF | افتراضي واسع الاستخدام لكريستالات MHz بتركيب سطحي في تصاميم المتحكمات الحديثة |
| 22pF | 34-38pF | 33pF أو 39pF، وكلاهما قيمة قياسية | تصنيف MHz شائع بديل، قابل للتبديل إلى حد كبير مع قطع 20pF |
| 30pF | 50-54pF | 47pF أو 56pF حسب الشركة المصنّعة | أقل شيوعًا؛ بعض كريستالات الرنين التوازي القديمة أو الأعلى ترددًا |
إن لم تستطع قراءة علامات الكريستال، لا تخمّن CL «قياسية» - الغلاف والأثر نفسهما يُشحنان بعدة نسخ CL، فقِس مكثفَي اللوحة (أو اقرأ رمزهما المطبوع) بدلًا من ذلك. وأيًا كانت القيمة التي تصل إليها، أبقِ C1 وC2 متساويين: زوج غير متساوٍ يخلّ بدورة عمل المذبذب أكثر مما يزيح خطأ CL معتدل التردد.
