晶振选型时应该注意哪些参数？

在电子设计过程中，晶振（晶体振荡器）作为精密频率元件，其选型是至关重要的。晶振能够提供稳定、精确的频率信号，广泛应用于通信网络、无线数据传输、实时时钟（RTC）等多种领域。为了确保系统性能的稳定性和可靠性，选型时需考虑多个关键参数。华昕电子为你带来晶振选型时应注意的主要参数：

1.分清无源晶振与有源晶振 (Crystal & Oscillator)

一般情况下，无源晶振在电路应用中需要外接电容与之匹配才能输出单片机所需频率，一般描述中会有多少PF，而有源晶振则无需外接电容，通电即可输出频率，但需要注意的是有源晶振的输入电压有大小之分，比如1.8V、3.3V等。

2.尺寸封装(Size)

依据电路板给晶振提供的空间大小，选择合适尺寸的晶振产品。如果空间太小，而采购了过大体积的晶振，结果不言自喻。

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3. 频率（Frequency）

频率是晶振的基本工作参数，以赫兹（Hz）为单位。不同应用对频率的需求各异。例如，RTC常使用32.768kHz的低频晶振，电路设计方案需要的晶振频点为27.12MHz,千万不要选择27MHz。在选型时需根据电路设计方案选择明确的频率。

4. 负载电容（Load Capacitance）

负载电容是指晶振在振荡电路中需要的外接电容，单位为pF。负载电容不同，振荡器的振荡频率也会不同。如果你要采购频点为24MHZ，负载为12PF的晶振，千万别误购负载为20PF的24MHZ晶振。除非可以调整外部的匹配电容。在选型时需根据晶振规格书确定合适的负载电容值，以确保振荡频率的准确性。

5. 频率稳定性（Frequency Stability）

频率稳定性是衡量晶振在工作温度范围内频率偏差的参数，通常以ppm（百万分之一）表示。高精度设备如基站、雷达等对频率稳定性要求较高，需要选择具有高频率稳定性的晶振，如温度补偿晶振（TCXO）或温控晶振（OCXO）。这类晶振的频率稳定度可达到ppb级别（10^-9）或更低。

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6. 工作温度范围（Operating Temperature Range）

工作温度范围是指晶振在正常工作状态下能承受的温度范围，通常以摄氏度（℃）表示。根据设备的实际工作环境，选择合适工作温度范围的晶振至关重要。例如，军事设备需要在极端环境下工作，因此需要选择军用级晶振。

7. 频率精度（Frequency Tolerance）

频率精度是晶振在常温环境下（+25℃）的输出频率与中心标称频率之间的偏差，通常以ppm表示。频率精度受晶片材料和环境影响较大，不同类型晶振的频率精度有所不同。高精度应用如GPS模块、智能手机等，需要选择具有较低频率精度的晶振。

8. 驱动电平（Drive Level）

驱动电平是指晶振在正常工作状态下所需的最大功率，单位为微瓦（μW）。选择合适的驱动电平可以降低功耗，提高设备的能效比。过高的驱动电平可能导致晶振的非线性特性变化，甚至影响晶振的寿命和可靠性。

9. 起动时间（Start-up Time）

起动时间是指晶振从无信号状态到达稳定工作状态所需的时间，单位为毫秒（ms）。对于要求快速启动的应用场景，如某些通信设备，选择具有较短起动时间的晶振非常重要。

10. 其他参数

除了上述主要参数外，还有一些其他参数也值得关注，如等效串联电阻（ESR）、等效串联电容（C1）、等效并联电容（C0）以及负性阻抗等。这些参数对晶振的性能和稳定性也有一定影响，因此在选型时需综合考虑。

晶振选型步骤

明确应用需求：根据具体应用场景确定所需的频率、频率稳定性、工作温度范围等参数。

查阅晶振规格书：根据需求查阅不同晶振的规格书，对比各参数指标。

计算增益裕量：选择晶体后，根据微控制器的数据手册计算增益裕量，确保振荡器能够正常起振。

计算负载电容：根据晶振规格书确定合适的负载电容值，并计算外挂电容。

计算驱动功率：确保所选晶振的驱动功率在规格书规定的范围内。

综合评估：综合考虑各项参数和成本因素，选择最合适的晶振。