Auswahl der Ladekondensatorwerte für den 32-kHz-Quarz

Ich brauche Hilfe bei der Auswahl von Ladekondensatoren für einen 32,768-kHz-XTAL in einem Design, an dem ich arbeite.

Dies ist ein bisschen lang, aber die großen Fragen lauten: Ist es wichtig, die Werte der Ladeobergrenze richtig zu machen, und wie wichtig wird die parasitäre Kapazität der Leiterbahnen und Leitungen bei der Bestimmung dieser sein?

Mein Gerät verwendet einen TI CC1111 SoC und basiert auf einem Referenzdesign für einen von TI erhältlichen USB-Dongle. Der CC1111 benötigt sowohl einen 48 MHz Hochgeschwindigkeits-(HS)-Oszillator als auch einen 32 kHz Niedergeschwindigkeits-(LS)-Oszillator. Das Referenzdesign verwendet einen Kristall für den HS-Oszillator und eine interne RC-Schaltung für den LS-Oszillator. Der CC11111 kann jedoch für eine bessere Genauigkeit an einen 32,768-kHz-Quarzoszillator angeschlossen werden, den ich benötige.

Das CC1111- Datenblatt enthält eine Formel (S. 36) zur Auswahl von Werten für die Ladekondensatoren. Als Plausibilitätsprüfung habe ich diese Formel verwendet, um Werte für die Kappen zu berechnen, die mit dem 48-MHz-xtal im Referenzdesign verwendet wurden. Ich dachte, ich sollte ungefähr die gleichen Zahlen bekommen, die tatsächlich im Design verwendet werden. Aber die von mir ermittelten Kapazitätswerte stimmen nicht mit denen von TI überein, daher bin ich etwas besorgt.

Die Details meiner Ermittlungen sind unten, aber zusammenfassend sagt das Datenblatt des 48-MHz-Kristalls , dass eine Lastkapazität von 18 pF erforderlich ist. Die beiden im Referenzdesign verwendeten Lastkondensatoren haben beide 22 pF. Die CC1111-Datenblattformel zum Beziehen der Lastkapazität, die über die Leitungen des xtal gesehen wird, auf die Werte für die Lastkondensatoren ($C_a$und$C_b$) ist

Einstecken von 18 pF für$C_{load}$und 22 pF für$C_a$und$C_b$, das heisst$C_{parasitic}$muss 7 pF sein. Das Datenblatt sagt jedoch, dass dieser Wert typischerweise 2,5 pF beträgt. Wenn ich diesen Ratschlag befolgt hätte, wäre ich am Ende dabei$C_a$=$C_b$= 31 pF und nicht 22 pF, wie tatsächlich im Referenzdesign verwendet.

Alternativ gemäß TI-Anwendungshinweis AN100 ,

wo "$C_x'$ist die Summe der Kapazität in$C_x$, die parasitäre Kapazität in der PCB-Leiterbahn und die Kapazität im Anschluss des Quarzes. Die Summe der beiden letzten Teile liegt typischerweise im Bereich von 2 – 8 pF.“

Wenn$C_1$=$C_2$= 22 pF, erhalten Sie$C_1'$= 2*18 pF = 36 pF, so dass die parasitäre Kapazität, die jeder Leiterbahn + Klemme zugeordnet ist, 36 pF - 22 pF = 14 pF beträgt, was außerhalb des in AN100 genannten Bereichs von 2 - 8 pF liegt.

Ich frage das alles, weil ich befürchte, dass es entweder nicht funktioniert oder die Frequenz falsch ist, wenn ich die falschen Ladekondensatorwerte wähle. Wie empfindlich reagieren diese Arten von Kristallen auf die Werte der Ladeobergrenze?

Details meiner Detektivarbeit:

Aus der Partlist.rep (BOM), die in der ZIP-Datei des Referenzdesigns enthalten ist, sind der Quarz (X2) und die beiden Lastkondensatoren, an die er angeschlossen ist (C203, C214):

X2   Crystal, ceramic SMD    4x2.5mX_48.000/20/35/20/18
C203 Capacitor 0402 C_22P_0402_NP0_J_50
C214 Capacitor 0402 C_22P_0402_NP0_J_50

Die Ladekondensatoren haben also jeweils einen Wert von 22 pF. Der Kristall, basierend auf einer Antwort auf eine frühere Frage des TI E2E-Forums für ein verwandtes Gerät, ist dieser Teil:

Name: X_48.000/20/35/20/18
Descr.: Crystal, ceramic SMD, 4x2.5mm, +/-20ppm 48MHZ
Manf.: Abracon
Part #:  ABM8-48.000MHz-B2-T
Supplier: Mouser
Ordering Code: 815-ABM8-48-B2-T

Der Wert von 18 pF stammt aus dem Datenblatt des ABM8-48.000MHz-B2-T .

Danke für Ihre Hilfe.