晶振的四個重要參數

晶振，全稱晶體振蕩器，它能夠產生中央處理器（CPU）執行指令所必須要的時鐘頻率信號，CPU一切指令的執行都是建立在這個基礎上的，時鐘信號頻率越高，通常CPU的運行速度也就越快。 凡是包含CPU的電子產品，其中至少含有一個時鐘源，哪怕我們在電路板中看不到實際的振蕩電路，那也是晶振在芯片內部被集成，往往被人們稱之為電路系統的心臟。一旦心臟停止跳動，整塊電路板可能出現癱瘓的狀況。因此晶振的質量問題是很多廠商放在第一位的最終抉擇的考慮基礎！所以很多客戶對日系晶振有了十足的信任感，近年來臺系的TXC晶振在國內廠商也有了較高的重視度

晶振質量的好壞由什么決定了？有人會說從外觀的嶄新程度分辨，或者是外包裝，又或者產品印字標識。這一切真的能有助于我們分辨晶振的好壞嗎？像晶振這樣的電子元器件拿在手上我們是無法判斷其好壞程度的，通常晶振人所指的壞即是在電路工作中晶振不起振，或者時而穩定時而不穩定的現象！那么這一切現象終究是歸根于質量問題還是晶振參數？

晶振不可忽視的四個參數

1，頻率單位，頻率單位通常分為KHZ與MHZ，而對于有源晶振和無源晶振來講，32.768既存在KHZ的單位，也存在MHZ的單位，因此頻率的單位一定要標準清晰。

2，精度要求，貼片晶振最高精度通常為10PPM比較常見，比較特殊的精度要求得訂貨。其次15ppm，20ppm，25ppm，30ppm，50ppm的等級依次分布。插件晶振以圓柱晶振為例，5ppm是其圓柱晶振中精度最高的一個等級，其次10ppm，20ppm，30ppm.

3，負載電容，負載電容有時候是一個非常至關重要的參數，如果晶振的負載電容與晶振外部兩端連接的電容參數匹配不正確的話，很容易造成頻率偏差，精度誤差等等，從而導致產品無法達到最終的精準要求。當然也存在對負載電容參數不是特別嚴格的廠家，那么我們說說關于音叉晶體一塊，常見的負載電容有6PF，7PF，9PF，12.5PF；MHZ晶振常見的負載電容以20PF和12PF最為廣泛，其次8PF，9PF，15PF，18PF等等比較常用。

另外，負載電容CL（Load capacitance），它是電路中跨接晶體兩端的總的有效電容（不是晶振外接的匹配電容），主要影響負載諧振頻率和等效負載諧振電阻，與晶體一起決定振蕩器電路的工作頻率，通過調整負載電容，就可以將振蕩器的工作頻率微調到標稱值。更準確而言，無源晶體的負載電容是一項非常重要的參數，因為無源晶體屬于被動元器件，所謂的被動元器件即是自身不能工作，需要外部元器件協助工作，無源晶體即是！

其中：

CS為晶體兩個管腳之間的寄生電容（又名晶振靜態電容或Shunt Capacitance），在晶體的規格書上可以找到具體值，一般0.2pF~8pF不等。如圖二是某32.768KHz的電氣參數，其寄生電容典型值是0.85pF（在表格中采用的是Co）。

CG指的是晶體振蕩電路輸入管腳到GND的總電容，其容值為以下三個部分的和。

● 需加外晶振主芯片管腳芯到GND的寄生電容 Ci

● 晶體震蕩電路PCB走線到到GND的寄生電容CPCB

● 電路上外增加的并聯到GND的外匹配電容 CL1

CD指的是晶體振蕩電路輸入管腳到GND的總電容。容值為以下三個部分的和。

● 需加外晶振主芯片管腳芯到GND的寄生電容， Co

● 晶體震蕩電路PCB走線到到gnd的寄生電容，CPCB

● 電路上外增加的并聯到GND的外匹配電容， CL2

既然晶振的負載電容是一個非常重要的參數，如果此項參數與外部電容匹配不正確會導致什么樣的現象？晶振兩端的等效電容與晶振標稱的負載電容匹配不正確，晶振輸出的諧振頻率將與標稱工作的工作頻率會產生一定偏差（又稱之為頻偏），負載電容（load capacitance）主要影響負載諧振頻率和等效負載諧振電阻，它與石英諧振器一起決定振蕩器的工作頻率，通過調整負載電容，一般可以將振蕩器的工作頻率調到標稱值。應用時我們一般外接電容，便是為了使晶振兩端的等效電容等于或接近負載電容，對于要求高的場合還要考慮ic輸入端的對地電容，這樣便可以使得晶振工作的頻率達到標稱頻率。所以合理匹配合適的外加電容使晶振兩端的等效電容等于或接近負載電容顯得十分重要。

負載電容常用的標準值有12.5 pF，16 pF，20 pF，30pF，負載電容和諧振頻率之間的關系不是線性的，負載電容變小時，頻率偏差量變大；負載電容提高時，頻率偏差減小。圖3是一個晶體的負載電容和頻率的誤差的關系圖。

例外情況：

現在有很多芯片內部已經增加了補償電容（internal capacitance），所以在設計的時候，只需要選按照芯片datasheet推薦的負載電容值的選擇晶體即可，不需要額外再加電容。但是因為實際設計的寄生電路的不確定性，最好還是預留CL1/CL2的位置。

4，溫度參數，通常我們所指的是工作溫度，因為不同產品需要用到不同的參數，比如汽車級需要用到汽車級的溫度-40到105攝氏度，工業級需要用到-40到85攝氏度，消費類產品-20到75常規即可。這也是我們晶振人通常會詢問客戶是做什么產品的一個原因。只有在真正了解客戶的產品用途之后，我們才可以判斷客戶所需晶振的溫度參數。