전자 회로 설계 - Crystal Load capacitance

MCU	STM32F103(ST)
목표	Crystal의 적절한 Load capacitance 선정

 

Crystal Load Capacitance?

- MCU를 포함한 전자 회로 설계시 Crystal을 뺄수 없다. 내장 발진기도 있으나 정밀도를 위해 외부 발진기를 다는데, 이때 옆에 붙이는 Capacitor가 Load Capacitor.

- 적당히, 다른 사람 회로도를 보고 Capacitor 붙이지 말고 아래 선정 방법을 참고

 

아래 사진은 STM32F103VCT의 datasheet

HSE 4-16 MHz oscillator characteristics

 

Typical application with an 8 MHz crystal

 

Load Capacitance 공식

CL = CL1 x CL2 / (CL1 + CL2) + Cstray

CL : Load Capacitance of Crystal

CL1 : X1 Input Capacitance(우리가 알아내야 하는 값)

CL2 : X2 Input "

Cstray : 핀 캐패시턴스 및 보드 또는 트레이스 PCB 관련 캐패시턴스

 

CL1 = CL2 라고 가정하면,

CL = CL1 x CL1 / (CL1 + CL1) + Cstray

CL = CL1^2 / 2CL1 + Cstray

CL = CL1 / 2 + Cstray

CL - Cstray = CL1 / 2

2(CL - Cstray) = CL1

CL1 = 2(CL - Cstray)

 

예를 들어 Load Capacitance를 구해 보자.

다음의 Crystal을 사용할 때 Load Capacitance는?

써니전자 Crystal, SX-8

CL = 18pF(보통 5 ~ 25 pF)

Cstray = 5pF으로 가정

(PCB 설계가 간단하고 트레이스가 짧다면 3pF로 가정, 트레이스가 길거나 복잡하다면 4~5pF로 가정)

CL1 = 2(CL - Cstray)

CL1 = 2(18 - 5)

CL1 = 26pF

 

CL1 = CL2 =26pF

 

LSE의 Load capacitor 구하는 방법은 똑같으나, Crystal의 Load capacitance 값이 다르고, 허용 Load capacitance 값이 다르므로 datasheet를 읽어 볼 것.