负载电容有两个方面。晶体看到的是晶体两端之间的电容。通常，振荡器电路在晶体的一端和地之间需要一些电容，但这对晶体来说不太重要。

如果晶体的两端以完美的反相方式上下移动，并且根据幅度的反比来确定两个负载电容的大小，那么从一个电容流入地的电流将精确匹配从地流入地的电流另一个电容器，这样，如果一个断开接地但使电容器彼此连接，则电路操作将不受影响。在那种情况下，很明显为什么电容的串联值很重要，因为所涉及的唯一电容是两个串联的电容器。

实际上，晶体的两端不会以 180 度的角度振荡，并且电容器的尺寸与幅度比不匹配，因此有一点接地电流流过电容，但通常只是一小部分总电容电流，因此主要行为仍然是两个串联电容的行为。

旋转此示意图显示了为什么您可以将晶体两端的电容视为串联。负载是在 XTAL 上测量的，而不是相对于地的

^{模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图}

确实，您可以在古代应用笔记/数据表中找到的沼泽标准皮尔斯振荡器设计使用相等的电容器：

但这确实不是唯一可能起作用的东西，尽管我看到左帽而不是右帽是被遗漏的：

你不是说你的目标是什么频率……或者你正在使用什么放大器/芯片。如果您想自己设计而不是遵循一些食谱建议，那么所有这些都很重要。

更简单的设计方法至少需要考虑所用放大器的输入和输出电容：

如果您只在 xtal 的一侧放置一个大电容，但在另一侧您的放大器的输入（或输出）电容只有一个小得多的电容，那么总（串联）电容是多少？它可能是相当不可预测的，并且由小电容主导。

将 xtal 与小电容隔离是提高其稳定性的一种方法（尽管据我所知，后一种方案很少使用）。

回到第一个 appnote：

振荡器设计充其量是一门不完美的艺术。应该使用理论和实验设计技术的结合。

所以试试你的[最好先在模拟中]，然后在真正的板上，看看是否值得尝试保存这个上限。

由于放大器/驱动器的特性很重要，还请注意ST appnote的以下建议：

许多晶体制造商可以根据要求检查微控制器/晶体配对兼容性。如果配对被判断为有效，他们可以提供一份报告，包括推荐的 CL1 和 CL2 值以及振荡器负电阻测量值。

最后，有时会故意引入这些电容之间的不平衡，以增加振荡器的输出电压（为此，您需要将左侧变小），但这也会增加 xtal 的功耗：

我认为将晶体电容器串联连接没有帮助。他们都做类似的工作，但在电路的不同部分采取行动。第一个电容器（也是最重要的一个）位于逆变器输入的返回反馈上：-

上图左侧显示了一个 10 MHz 晶体的等效电路以及一个 20pF 电容器 (C3) 到地。V1 是驱动源，在右侧我绘制了频率和相位响应。还要注意 R2 的存在（我将在下面进一步解释）。

在刚刚超过 10MHz 时，电路的相位角非常接近 180 度，这很重要，因为晶体是由逆变器驱动的。逆变器产生 180 度相移（也称为反相），晶体及其外部电容器产生另一个 180 度，因此产生 360 度和正反馈。

此外，为了保持振荡，增益必须大于 1。关于上图，在略高于 10 MHz 时，电路会产生增益，即 H(s) 大于 1，如果网络产生 180 度相移，则会发生振荡.

为什么要在晶振的驱动侧加额外的电容？

这不仅可以防止晶体被过度驱动，而且会产生一些额外的相移，并允许电路振荡。请注意标有 R2 的 100 欧姆电阻 - 它限制了流入晶体的电流，但此时额外的接地电容会增加所需的相移。

很多晶振电路没有显示这个串联电阻，因为它利用了逆变器的非零输出阻抗。如果您有一个相对强大的逆变器（能够驱动数十 mA），那么需要一个电阻器并考虑一下 - 谁会在不考虑串联电阻器的情况下将 20pF 固定在逆变器的原始输出上？

相关问题：设计振荡器