Calculadora de condensadores de carga del cristal
Introduce la capacidad de carga de la hoja de datos del cristal y una estimación de la capacidad parásita de los pines y la placa. La calculadora da el valor de cada uno de los dos condensadores iguales, la pieza E12 más cercana y la carga que realmente produce. También puedes comprobar una pareja existente.
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Cómo usarla
- Elige valor de los condensadores para dimensionarlos o carga de una pareja para comprobar los que ya tienes.
- Introduce la capacidad de carga CL de la hoja de datos del cristal (por ejemplo 12,5 pF en muchos cristales de reloj de 32,768 kHz, 18 o 20 pF en muchos cristales de MHz).
- Introduce la capacidad parásita de los pines y las pistas.
- Lee el valor del condensador, la pieza E12 más cercana y la carga que da esa pieza.
Fórmulas
- Carga que ve el cristal: CL = C1 × C2 / (C1 + C2) + C_parásita.
- Condensadores iguales: C1 = C2 = 2 × (CL − C_parásita).
La serie E12 tiene 12 valores por década: 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82. La calculadora elige el más próximo en escala de proporción.
Ejemplo resuelto
Un cristal con CL = 18 pF y unos 5 pF parásitos estimados: C = 2 × (18 − 5) = 26 pF. El valor E12 más cercano es 27 pF, que da 27 ÷ 2 + 5 = 18,5 pF, muy cerca de la carga especificada.
Un cristal de reloj de 12,5 pF con 3 pF parásitos: C = 19 pF, E12 más cercano 18 pF, carga 12 pF.
Comprobación de una pareja: C1 = 22 pF y C2 = 33 pF con 4 pF parásitos dan 13,2 + 4 = 17,2 pF.
Consejos
- Usa condensadores C0G/NP0. Su valor no varía con la temperatura ni con la tensión como los X7R.
- Algunos chips llevan condensadores de carga internos. Lee la hoja de datos antes de añadir externos.
- Ajuste fino midiendo. Mide la frecuencia con una salida con buffer y sube o baja un escalón uno de los condensadores.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se calculan los condensadores de carga de un cristal?
El cristal ve C1 y C2 en serie más la capacidad parásita: CL = C1 × C2 / (C1 + C2) + C_parásita. Con condensadores iguales queda C = 2 × (CL − C_parásita). Un cristal de 18 pF con 5 pF parásitos necesita 2 × 13 = 26 pF en cada lado.
¿Qué capacidad parásita debo suponer?
Es la capacidad de los pines del oscilador y de las pistas. Las hojas de datos de los microcontroladores suelen dar la capacidad de los pines; un total de 2 a 5 pF es una estimación habitual para un trazado corto y compacto. Si necesitas precisión, mide la frecuencia y ajusta.
¿Por qué no usar dos condensadores iguales a CL?
Dos condensadores en serie dan la mitad de su valor. Dos de 18 pF hacen 9 pF más las parásitas, bastante menos que 18 pF, y el cristal oscila un poco rápido. El error es pequeño, de partes por millón, pero importa en relojes de tiempo real y en radio.
¿Qué pasa si la capacidad de carga no es la correcta?
El oscilador sigue funcionando, pero ligeramente desviado: con poca capacidad va rápido y con demasiada va lento. Con muchísima puede tardar en arrancar o dejar de oscilar.