标签: 晶振选型

有源晶振用于产生稳定的时钟信号。其内部有独立的起振芯片，不受外部电路影响。选型时需要考虑一些关键参数，以确保器件在特定应用中能够满足性能需求。以下是一些常见的有源晶振选型参数。 1. 初步筛选型号 KOAN晶振产品中心页面中，可先根据“封装尺寸”“波形”进行初步型号筛选。 封装尺寸 晶振有贴片型SMD，直插型DIP两种封装。高频率的振荡器需要更小的尺寸，低频率的振荡器可能需要更大的尺寸。详见：《 晶振封装尺寸及其焊接方式 》 波形 晶振输出波形可分为方波和正弦波；也可以分为单端输出和差分输出。在选择合适的波形时，凯擎小妹建议您结合波形特点和应用领域，权衡利弊后再选择。详见：《 单端输出和差分输出波形 》 2.锁定型号 假设我需要一个7050尺寸，CMOS输出的20MHz晶振。根据应用和需求，选择晶振类型：普通KS，扩频KM，低相噪KJ。 频率 晶振的频率是指晶振振荡产生的周期性信号的频率，通常以赫兹Hz为单位表示。晶振的频率大小取决于晶片厚度和晶片尺寸。晶片越薄，振荡频率就越高。 扩频晶振 高速频率源是电子电路中电磁干扰的主要来源。为降低高速数字系统带来的电磁干扰，可使用消除电磁波干扰晶振，也称扩频晶振，展频晶振。详见：《 KOAN扩频晶振 EMI Reduction 》 低相噪晶振 晶振的短期频率稳定度由噪声引起导致的频率不稳定。低噪声KOAN晶振在精密电子仪器，无线电定位，高速目标跟踪和宇航通信等领域十分重要。详见：《 低相噪晶振 - KJ系列 》 3. 必选参数 点击KJ70参数选择页面，会出现必选参数：工作电压，温度稳定性。 电压 这是晶振能够正常工作的电压范围。在这个范围内，晶振应该能够提供稳定的振荡信号。超出这个范围，振荡器的频率稳定度会受到电源电压变动和负载变动的影响，甚至可能无法正常工作。 温度稳定性 ppm/°C 晶振频率温度稳定度是指晶振在不同温度下能够维持相对恒定的频率。这一特性是衡量晶振在温度变化时频率变化程度的指标。频率温度稳定度通常以百万分之几（ppm/℃）为单位。 较低的频率温度稳定度意味着晶振在不同温度条件下更为稳定，对于一些对频率精确性要求较高的应用，如通信、导航、精密测量等，这是一个重要的性能指标。 4. 其它参数 以确保满足特定应用的要求，以下参数也需要考虑： 长期稳定度：老化 在所有其它条件都恒定不变的情况下，晶振的频率仍会随着时间推移而发生的漂移，这种长期漂移是由晶体元件和振荡电路的其它元器件缓慢变化造成的，可用日老化(ppb/天)和年老化(ppm/年)表示，即晶振仅仅随时间流逝而引起的频率变化量。详见：《 晶振的老化率 》 频率-负载/电源稳定度 在其它条件均保持不变，负载阻抗/供电电源在规定范围内(+/-5%)变化引起的晶振频率变化的最大值。 起振时间 第一次振荡的启动时间主要由晶体的谐振电阻与负性阻抗共同决定，同频率晶体的体积越小，谐振电阻就越大，负载电容相应变小；而负性阻抗大小由振荡 IC 和负载电容CL决定，负载电容与负性阻抗大小成反比。 工作电流 在指定电压下进入振荡器的电流。工作电流越大，带载能力强；反之越小，功耗越低。在一些对功耗有严格要求的应用中，电流消耗是一个关键参数。

在模拟通信中，发射端和接收端转换器之间的模拟信号可直接进行传输。振荡器是通信系统中一个极其重要的元件。如果晶振失效，会造成通信中断。模拟集成电路遵循八边形法则，即增益、线性度、电源电压、电压摆幅、速率、输入/输出阻抗、功耗、噪声等相互制约，进行设计时应综合考虑各个参数指标。小型化晶振的发展对电路有什么影响呢？ 晶振小体积: 根据八边形法则, 晶振的体积小，电源电压变小，电压摆幅变小，功耗变小，驱动能力变弱。KOAN凯擎小妹提醒大家：体积越小的晶振，电压也会变小。在电路设计时，需要防止晶体的激励功率过高。同时具备小尺寸和低功耗的晶振适合在移动设备和穿戴设备中使用。 驱动能力强： 如果电子设备需要驱动能力比较强的振荡器，尽量选择体积大，电压高，避免选择电压高低兼容晶振。 晶振小体积+驱动能力强： 如果我们需要同时满足这两点，则需要选择负载能力比较高的振荡IC，且晶体的Q值也要高。在高精度频率的需求下，KOAN晶振具有较高的Q值且频率稳定度高。

1. 晶振的类型 无源晶振和有源晶振在互换时需要对晶振周边的电路进行修改。我们需要结合实际应用环境来考虑要更换的晶振类型。 压控晶振：输出频率和输入控制电压有关系的振荡电路。压控范围通过调节控制电压改变输出频率。 温补晶振：利用压电晶体的物理特性，通过温度补偿电路减少环境温度对振荡频率的影响。 恒温晶振：将晶体置于恒温槽内，使槽体保持恒温状态，达到稳定输出频率的效果。 2. 晶振的精度 频率的变化量越小精度越高，凯擎小妹不建议用低精度的晶振替换高精度的晶振。32.768KHz晶振为例，精度越低，时间越不准。也有系统工作不稳定或者不工作的潜在问题。 3. 工作温度 如果晶振的工作温度范围是-20℃~70℃，在-40℃~85℃也可能会正常运行。但是，它在最低和最高温度下工作的稳定性会变差。在替换晶振时，要结合产品使用的温度环境，提出晶振质量等级的要求。 4. 封装尺寸和管脚图 有源晶振具有方向性，引脚接反会导致停振。不同晶振系列的管脚定义都各不相同。在选择不同封装尺寸的晶振时，KOAN凯擎小妹建议您仔细对比产品规格书以及管脚图。 5. 负载电容和匹配电容 不像有源晶振内部有振荡电路，无源晶振则需要选择负载电容，以及计算匹配电容。电路匹配电容CL1, CL2加上电路的杂散电容Cstray，越接近晶体的负载电容CL，晶体输出的频率则越精准。 6. 特殊要求 低噪声晶振 在所有通信领域中都存在抖动现象，也是最不受大家欢迎的。KOAN有多款低抖动晶振可供选择。 扩频晶振 高速频率源是电子电路中电磁干扰的主要来源。为降低高速数字系统带来的电磁干扰，可使用消除电磁波干扰晶振。 特殊要求 KOAN晶振的各项参数都是通过专业的晶振仪器测量得出： - S&A250B网络分析仪可以测量各封装尺寸的谐振器的40种不同的参数； - S&A280B测量石英晶体振荡器并分析输出波形及各类电性能参数； - E5052B信号分析仪器测量相位噪声和抖动参数； - 以及高低温箱，抗冲击试验设备...... 如果您对晶振参数有特殊的需求，可以在官网参数选择页面，”特殊要求"栏目中选中“有”并复制产品代号，点击在线咨询：

电子工程师在晶振选型时是不是也会 陷入迷茫 ， 不知道选用的晶振能否适用于产品的适用。我们都知道，晶振的作用就是构成 振荡电路，产生电器工作需要且频率稳定的振荡信号，用于控制电器正常工作。 但在实际中一定要根据振荡电路的类型选配合适的晶振，否则将因晶振使用不当或选用错误造成电器工作异常或不能工作。选用贴片晶振应遵循以下 6 点 原则。 1 、 表面观看。看贴片晶振外壳标记文字是否清晰规范、是否存在裂痕、引脚上是否已经焊过锡，如果从外表上发现了 晶振出现瑕疵 ，就不 应该 使 用 。 2 、 选择型号。选用 的贴片 晶振看清外壳的型号标记，型号表明了晶振的多项 参数 性能，如果晶振型号选择不当，将导致 产品应用不匹配，不能正常工作 。 3 、 选择谐振频率。选用 的贴片 晶振慎重考虑谐振频率是否适应实际电路的要求。如果振荡电路需要 4 . 43 MHz 的晶振，就绝不能选用谐振频率为 500KHZ 的晶振。 4 、 选择负载电容。选用 的贴片 晶振选准了谐振频率后，还要特别注意石英晶振的负载电容属性，辨明它是低负载电容型还是高负载电容型。只有谐振频率、负载电容两项参数同时满足实际电路的需求，才算选择正确。如果有一项参数不符合要求，就选择错了。 5 、 选择晶振的类型。在选用 的贴片 晶振要考虑类型，即要搞清楚晶振是串联谐振型还是并联谐振型。串联谐振型晶振为低负载电容，并联谐振型晶振为高负载电容，如果上一步把握正确，那么选用晶振的类型也就符合了。 6 、 晶振的 替换 原则。一个晶振如果损坏了，原则上应选用原型号晶振 替换 。在没有原型号时，可考虑用其他型号或其他类型的晶振来 替代 。 总之，晶振选型不仅仅要考虑参数 性能 ，交期、价格和供货稳定性同样至关重要。

皮尔斯电路是射极接地的并联振荡电路；皮尔斯振荡器Pierce Oscillator是晶体X1两端的引脚和单片机内部的放大器(Amp)，再匹配电容C1和C2，以及电路Rf和Rd组成的。皮尔斯振荡器电路工作有效且稳定。 1. Rf内部反馈电阻 芯片Xin和Xout内部一般是施密特反相器，反相器不能驱动晶体振荡，需要并联一个电阻，即Rf。电阻完成输出信号反向180度反馈到输入端进行负反馈，构成负反馈放大电路（Amp）。如果没有加Rf，晶振电路也可能会起振，但存在不起振或者停振的隐患。 2. CL负载电容 如果晶体两端的等效电容和标称负载电容存在差异，晶体输出的频率将会和标称工作频率产生偏差，叫做频偏。负载电容是石英晶体谐振器的必选参数之一。通过CL, 计算C1,C2匹配电容。 3. Rd外部限流电阻 Rd作用是限制晶振电路的驱动大小，防止晶体被过分驱动，导致晶体老化或者早期失效。Rd太小, 晶振会承担太多功耗；Rd太大, 电路起振条件不能满足, 晶振无法正常工作。 - 激励功率Drive Level 晶振的功耗必须小于规格书中限定的DL值，否则晶体会过度机械振动而非正常工作。ESR为等效串联电阻，Iqrms为流过晶振的电流均方根有效值。 - 增益裕量Gain Margin 振荡电路的放大能力，决定晶振是否能正常起振。计算gmcrit需要的ESR, F, C0, CL都可以从晶振的规格书中获得；反相器跨导gm可以从芯片规格书中获得。 晶振选型&外部器件匹配 第一步： 根据MCU规格书选择KOAN晶振，计算增益裕量gmargin: 如果<5, 晶振可以正常起振 5, 需要重新挑选更低的ESR或者CL的晶振 第二步： 根据KOAN晶振规格书中的负载电容CL，计算外部电容C1,C2. 第三步： 计算激励功率DL: 如果小于DLcrystal，不需要使用外部电阻Rd。 如果大于DLcrystal，需要加上Rd在计算gmargin确保数值大于5