晶振负载电容计算器
根据晶振规格书标称负载电容 CL 和电路板寄生电容 Cp，计算匹配电容 C1 和 C2。
输入参数
pF
pF
pF
计算结果
匹配电容 C1
26 pF
标准E12值: 27 pF
匹配电容 C2
26 pF
标准E12值: 27 pF
实际负载电容
18.0 pF
(C1×C2)/(C1+C2) + Cp
频率偏差
≈0 ppm
与标称CL的偏差影响
常见晶振负载电容值参考
| 晶振类型 | 典型CL (pF) | 频率范围 | 应用场景 |
|---|---|---|---|
| 32.768kHz 时钟晶振 | 12.5 | 32.768 kHz | RTC实时时钟 |
| 32.768kHz 时钟晶振 | 9 | 32.768 kHz | 手表/低功耗RTC |
| MHU/MCU主频晶振 | 18 | 4-50 MHz | 单片机主时钟 |
| MHU/MCU主频晶振 | 20 | 4-50 MHz | 单片机主时钟 |
| 高频晶振 | 22 | 8-54 MHz | USB/以太网 |
公式说明
负载电容公式
晶振两端的匹配电容 C1、C2 与寄生电容 Cp 共同构成晶振的负载电容 CL：
CL = (C1 × C2) / (C1 + C2) + Cp
其中：
- CL — 晶振规格书标称的负载电容（pF）
- C1, C2 — 外接匹配电容（pF），通常取相同值
- Cp — 寄生电容（pF），包括PCB走线电容和MCU引脚电容
当 C1 = C2 时
通常匹配电容取相同值，公式简化为：
C1 = C2 = 2 × (CL - Cp)
寄生电容 Cp 估算
Cp 由 PCB 走线电容和芯片引脚电容组成：
- PCB走线电容：约 2-5 pF（取决于走线长度和板层厚度）
- MCU引脚电容：约 3-5 pF（查阅芯片数据手册）
- 典型总值：3-7 pF，常用默认值 5 pF
频率偏差与CL的关系
负载电容偏离标称值会导致晶振频率偏移：
Δf/f ≈ -C1/(2×(C0+CL)²) × ΔCL
其中 C0 为晶振静态电容（通常 3-7 pF）。CL 偏大→频率偏低，CL 偏小→频率偏高。
选型建议
- 计算出的电容值选最接近的 E12 标准值（10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82）
- 高精度应用（如RTC）：使用C0G(NP0)材质的电容，温度系数最小
- 高频晶振（>20MHz）：C1/C2可适当减小，降低起振负载
- 如果起振困难：适当减小C1/C2值
- 如果频率偏高：适当增大C1/C2值