使用 Python 和 UliEngineering 计算晶体负载电容

当你实现晶体振荡器电路时，一项既重要又经常被忽视的任务是如何计算晶体的负载电容。

提示： 在许多情况下，使用集成晶体振荡器更容易，你不必关心负载电容。晶体通常推荐用于低功耗应用和振荡器太昂贵的大批量制造。

在此示例中，我们将为 Abracon ABLS-16.000MHZ-B4-T（根据数据手册指定负载电容为 18 pF）计算负载电容。

至关重要的是要理解 18 pF 负载电容规格并不意味着你可以使用 18 pF 电容器或 2x 9 pF 电容器。你需要实际计算正确的值。

你需要以下信息：

• 晶体的负载电容，在晶体的数据手册中指定。
• 杂散电容的估计值，即从晶体到微控制器的 PCB 走线的电容。如果你不知道这个，我推荐使用 2 pF
• 微控制器（或你想连接设备的任何设备）的引脚电容，如微控制器数据手册中指定。通常振荡器引脚的电容与其他引脚不同，因此单独指定。3 pF 是大多数现代 IC 的良好初步估计。该值必须按引脚指定！

首先，安装 UliEngineering。

现在我们可以使用以下代码计算正确的负载电容：

from UliEngineering.EngineerIO import auto_print
from UliEngineering.Electronics.Crystal import *

# 打印负载电容：打印 "29.0 pF"
auto_print(load_capacitors, cload="18 pF", cpin="3 pF", cstray="2 pF")

在这种情况下，你需要两个各 29.0 pF 的负载电容。

你应该使用最接近的可用负载电容值，但如果你有高时钟精度要求，请始终检查结果频率。

提示： 你可以向大多数 UliEngineering 函数传递数字（如 18e-12）或字符串（如 18 pF 或 0.018 nF）。SI 前缀如 p 和 n 会自动解码

如果你想以编程方式使用该值，直接调用 load_capacitors()：

from UliEngineering.EngineerIO import auto_print
from UliEngineering.Electronics.Crystal import *

# 计算负载电容值（对于两个负载电容）：
load_caps = load_capacitors(cload="18 pF", cpin="3 pF", cstray="2 pF")
# load_caps = 2.9e-11