संदर्भ शीट
Crystal load capacitors
क्रिस्टल के CL से C1 और C2 चुनें, और यह क्यों ज़रूरी है
क्रिस्टल लोड कैपेसिटेंस गाइड
क्रिस्टल अपनी छपी आवृत्ति पर तभी रहता है जब उसके दोनों पिन जो कुल कैपेसिटेंस देखते हैं - ऑसिलेटर की लोड कैपेसिटेंस, CL - उस मान से मेल खाए जिस पर निर्माता ने उसे ट्रिम किया। वह CL एक पार्ट नहीं है: यह हर क्रिस्टल पिन से ग्राउंड तक लगे दो अलग कैपेसिटर और PCB ट्रेस, पैड और IC के अपने पिनों से पहले से मौजूद स्ट्रे कैपेसिटेंस का संयोजन है। संयोजन ग़लत हो तो क्रिस्टल ऑसिलेट करता रहता है, बस ठीक आवृत्ति पर नहीं।
लगभग हर MCU क्रिस्टल पर मिलने वाले मानक दो-कैपेसिटर Pierce सर्किट के लिए, संबंध है CL = (C1 x C2)/(C1 + C2) + Cstray। क्योंकि व्यवहार में C1 और C2 लगभग हमेशा बराबर चुने जाते हैं, यह C = 2 x (CL - Cstray) बन जाता है, जहाँ C हर कैपेसिटर का मान है। Cstray - अलग कैप के अलावा दोनों क्रिस्टल पिन जो ट्रेस, पैड और पिन कैपेसिटेंस देखते हैं - कॉम्पैक्ट बोर्ड पर आमतौर पर लगभग 3-5pF होती है, पर यह लेआउट और ख़ास IC पर निर्भर करती है, इसलिए इसे शुरुआती अनुमान मानें और उपलब्ध हो तो होस्ट चिप की डेटाशीट से पुष्टि करें।
क्रिस्टल जिस पर ट्रिम हुआ उससे अलग प्रभावी लोड कैपेसिटेंस उपयोग करने से आवृत्ति एक अनुमानित दिशा में नाममात्र से हट जाती है: ज़्यादा लोड कैपेसिटेंस आवृत्ति नीचे खींचती है, कम ऊपर। बदलाव का आकार सामान्य क्रिस्टल के लिए आमतौर पर मिसमैच के प्रति पिकोफ़ैरड कुछ से कुछ दसियों parts-per-million होता है - इतना छोटा कि सादा डिजिटल लॉजिक इसे अनदेखा कर दे, पर इतना बड़ा कि RTC की समय-ड्रिफ़्ट या USB या रेडियो को जाने वाली क्लॉक के लिए मायने रखे, जहाँ टॉलरेंस बजट तंग है।
| क्रिस्टल की रेटेड CL | प्रति पैर बाहरी कैप (C1 = C2), Cstray ≈ 3-5pF | निकटतम मानक कैप मान | सामान्य क्रिस्टल प्रकार |
|---|---|---|---|
| 6pF | 2-6pF | ≈3-5pF, या कभी-कभी पूरी तरह हटाया गया | अल्ट्रा-लो-पावर 32.768kHz घड़ी/RTC क्रिस्टल - ऑसिलेटर ड्राइव पावर घटाने के लिए चुनी गई दुर्लभ, कम-CL रेटिंग |
| 7pF | 4-8pF | ≈6.8pF | लो-पावर 32.768kHz RTC क्रिस्टल, बैटरी से चलने वाले डिज़ाइन में आम |
| 9pF | 8-12pF | 10pF | 32.768kHz RTC क्रिस्टल - 12.5pF का निर्माता का कम-CL विकल्प |
| 12.5pF | 15-19pF | 18pF (अगर MCU की अपनी पिन कैपेसिटेंस ज़्यादा हो तो कुछ डिज़ाइन कम उपयोग करते हैं) | 32.768kHz घड़ी/RTC क्रिस्टल के लिए वास्तविक मानक रेटिंग |
| 15pF | 20-24pF | 22pF | कुछ 32.768kHz क्रिस्टल और कुछ कम आवृत्ति वाले MHz पार्ट |
| 18pF | 26-30pF | 27pF (30pF भी आम) | क्लासिक HC-49/HC-49U थ्रू-होल MHz क्रिस्टल (8, 12, 16MHz, आदि) - लंबे समय से डिफ़ॉल्ट |
| 20pF | 30-34pF | 33pF | आधुनिक MCU डिज़ाइन में SMD MHz क्रिस्टल के लिए व्यापक डिफ़ॉल्ट |
| 22pF | 34-38pF | 33pF या 39pF, दोनों मानक मान | वैकल्पिक आम MHz रेटिंग, 20pF पार्ट्स से काफ़ी हद तक अदल-बदल योग्य |
| 30pF | 50-54pF | निर्माता के अनुसार 47pF या 56pF | कम आम; कुछ पुराने या ज़्यादा आवृत्ति वाले पैरेलल-रेज़ोनेंट क्रिस्टल |
अगर आप क्रिस्टल की मार्किंग नहीं पढ़ सकते, तो "मानक" CL का अनुमान न लगाएँ - एक ही पैकेज और फ़ुटप्रिंट कई CL वैरिएंट में आते हैं, इसलिए बोर्ड के दोनों कैपेसिटर मापें (या उनका छपा कोड पढ़ें)। और जो भी मान आए, C1 और C2 को आपस में बराबर रखें: असमान जोड़ी ऑसिलेटर के ड्यूटी साइकिल को उससे ज़्यादा बिगाड़ती है जितना मामूली CL त्रुटि आवृत्ति खिसकाती है।
