Расчет нагрузочных конденсаторов для кварца
На основе документа AN14518 от NXP Semiconductors
Базовый расчет
Расширенный расчет
Справочная информация
Типичные значения: 8-32 пФ (обычно 10-12 пФ для NFC)
Типичные значения: 2-5 пФ (по умолчанию 3 пФ)
Формула расчета: Cload = 2 × (CL - Cstray)
Результаты расчета:
Каждый из двух нагрузочных конденсаторов должен быть: пФ
Ближайшее стандартное значение: пФ
Стандартный ряд значений E6/E12: 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82, 100 пФ
Примечание: Это упрощенный расчет. Для точного расчета, особенно для NFC приложений, используйте расширенный калькулятор.
Типичные значения: 0.5-3 пФ (указано в даташите кварца)
Типичные значения: 1-2 пФ (измеряется VNA)
Типичные значения: 50-100 Ом (указано в даташите кварца)
Формула расчета нагрузочной емкости:
CLOAD = [(CIN+CPCB_IN+CL1)×(COUT+CPCB_OUT+CL2)] / [(CIN+CPCB_IN+CL1)+(COUT+CPCB_OUT+CL2)] + (CPCB_STRAY + CXTAL)
CLOAD = [(CIN+CPCB_IN+CL1)×(COUT+CPCB_OUT+CL2)] / [(CIN+CPCB_IN+CL1)+(COUT+CPCB_OUT+CL2)] + (CPCB_STRAY + CXTAL)
Результаты расчета:
Каждый из двух нагрузочных конденсаторов должен быть: пФ
Ближайшее стандартное значение: пФ
Расчетное отрицательное сопротивление: Ом
Рекомендуемое минимальное отрицательное сопротивление (5×ESR): Ом
Стандартные значения конденсаторов:
| Ряд | Значения (пФ) |
|---|---|
| E6 | 10, 15, 22, 33, 47, 68 |
| E12 | 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82 |
| E24 | 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 75, 82, 91 |
Рекомендации по проектированию кварцевого генератора
Ключевые параметры кварца (из AN14518):
| Параметр | Обозначение | Типичные значения |
|---|---|---|
| Номинальная нагрузочная емкость | CL | 8-32 пФ (обычно 10-12 пФ для NFC) |
| Эквивалентное последовательное сопротивление | ESR | 50-100 Ом |
| Шунтовая емкость | CXTAL | 0.5-3 пФ |
| Движущая емкость | Cmotional | 1-2.5 fF |
Рекомендации по PCB (из AN14518):
- Размещайте кварц как можно ближе к выводам микросхемы (идеально <5 мм)
- Минимизируйте паразитные емкости (CPCB_IN, CPCB_OUT, CPCB_STRAY)
- Используйте симметричную разводку линий XTAL1 и XTAL2
- Ширина трасс не более 0.15 мм
- Расстояние между трассами не менее 0.5 мм
- Избегайте переходных отверстий в трассах кварца
- Используйте экранирование земляным слоем
Рекомендуемые кварцы для продуктов NXP:
| Продукт | Рекомендуемые кварцы |
|---|---|
| PN7642/PN5190/PN7220 | KYOCERA CX1210SB27120 B0HPRC1, ABRACON ABM11W-27.1200MHZ-8-D1X-T3 |
| PN7160/PN7161 | NDK NX2016SA 27.12 MHz, Murata XRCGB27M120F3M10R0 |
| CLRC663 | Murata XRCGB27M120F3M10R0 |
| PN5180 | TXC 7M-27.120MEEQ-T |
Важно: Для точной настройки кварцевого генератора рекомендуется:
- Измерять паразитные емкости с помощью VNA
- Проверять частотную точность (допуск ±100ppm для FCC)
- Проверять уровень возбуждения кварца (не превышать максимальный)
- Проверять время запуска (особенно важно для ULPCD)