晶振怎么选？有哪些注意点？这里有详细说明！
相信很多工程师聚聚在工作中或多或少都会接触到晶振这小玩意。但是俗话说灯下黑，你天天用，每个项目上都用，不等于你对于晶振的参数特性都了如指掌，很多工程师聚聚都以为只要是按常规的型号选购就可以了，但其实这样才会容易导致晶振使用的不良率增加。可以说现在的晶振很多，我说的是单片机外接的晶振，有石英晶振，有温度补偿的晶振等等，那么我们在选择晶振 时候需要注意哪些细节呢?
✦晶振分为两大类
1. 无源晶振：一般消费级产品或者对精度要求不高的产品，推荐使用价格更低的无源晶振。
特点：
•晶体谐振器crystal resonator需要匹配外部谐振电路才可以输出信号，自身无法振荡。
2. 有源晶振：高端产品或工业级以上的产品推荐使用更稳定的时钟振荡器，更高要求的产品推荐使用tcxo/ocxo。
•时钟振荡器clock oscillator比无源晶振输出信号好，稳定度高，不受外部电路影 响，内部有独立起振芯片。
•压控晶振vcxo可以调整控制端电压改变输出频率。
•温补晶振tcxo含有温度补偿电路以减少环境温度对振荡频率的影响。tcxo比适 时钟振荡器有更好性能。
•恒温晶振ocxo将晶体放置于恒温槽，不受外界温度影响，频率稳定度在所有类 型的晶振中是最好的，电路设计极其精密，短稳和相位噪声都非常好。
✦晶振的封装
可谓是五花八门，圆柱体，长方体，甚至还有异型的模块，pin脚数也不是说只有我们常用的2pin或者4pin。常见的有2-dip、4-dip、5-dip、6-dip、4-smd、5-smd、4-soj、4-vdfn、4-vlga、6-llga、16-smd、36-bga等在此就不一一罗列了。由此可见晶振的体积也是大小各异，最小的可以1.5mm x 0.80mm x 0.28mm。
✦晶振的工作温度分为4个等级如下：
•民用级晶振的工作温度在-20℃+70℃。
•工业级晶振的工作温度在-40℃+85℃。
•车规级晶振的工作温度在-40℃~+125℃。
•军工级晶振的工作温度在-55+105℃ -55+125℃。
除此之外，有的产品还会对其安全等级有明确的认证要求例如aec-q100或者aec -q200。
✦晶振的输出：普遍的输出模式有cmos, ttl, lvds, hcsl, sine wave等。
•方波square wave：方波的输出功率大，驱动能力强，但是谐波分量丰富。主要 应用在数字通信系统时钟上，用来驱动计数电路
•非差分波 non-differential wave:包括ttl/cmos：功耗低，传送时间慢， 电 压控制器件。以及，cmos噪声容限比ttl大，输入阻抗比ttl大。
•差分波 differential wave:(p)ecl是高速领域内一个非常重要的逻辑电路。它电 路速度快，驱动能力小，噪声小，高频。但是功耗大，不同的电平不能驱动。广 泛应用于高速计算机，数字通信系统，雷达，测量仪器，频率合成器等。lvds为 低电压差分信号; hcsl为高速电流驱动逻辑。
•正弦波sine wave：正弦波的功率不如方波，但是其谐波分量小。
•准正弦波true sine wave: 负载阻抗50ω，谐波分量小。其应用于射频信号处 理，频率源等。
•削峰正弦波clipped sine wave:谐波分布小，驱动能力比方波弱，负载10k//10 pf时vp-p为0.8vmin。
具体可以看小编给大家搜集的图标，里面写的很详细了。
✦晶振的温度稳定性：这个参数在我们平时选型的时候也是很少考虑，或者不是优先考虑的参数，但是这个参数却很大程度上决定了晶振的价格。稳定度越高，温度范围越宽，价格也就越高。在实际工作中，我们应该按照实际电路的性能要求来选定稳定度。
✦晶振负载电容：对于谐振回路来说，这里面负载电容的大小与晶振的q值变化存在一定的关系，不少晶振厂家在进行产品设计的时候，也会对工艺技术进行调整，从而确保频率漂移，如果严重的话，则会导致核心部件的损害，所以对于振荡器的应用来说，负载电容的大小调整是非常谨慎事情，马虎不得。
如果负载电容cl很大，静态电容c0的改变对频率变化的影响很小，频率更加稳定。所以负载高，远端相位噪声好；若数过大，则很难调整到标称频率，晶振不容易起振。相反，如果负载电容cl很小，静电容c0的微小变化会造成频率的明显变化。近端相位噪声好，容易调整频率，晶振容易起振。在选择晶体的负载电容时，我们要尽量权衡能量损耗和频率的稳定性。
✦晶振的精度(误差)是石英晶振重要的参数之一，ppm含义为百万分之一(part per million 1/10^6)，表示晶体频率会偏离标称频率多少。值越小精度越高。在产品规格书中，ppm通常会用最大值(max)来表示，例如30ppm max，产品实际的误差值会更小。
✦总结一下：
•根据频率选择晶振：
如果对于频率精度要求很高的话，例蓝牙、gps或wifi等设备，我们在晶振选型时，需要注意晶振频率公差这个指标，精度越高越好，比如10ppm优于20ppm。
• 根据负载电容大小选择晶振：
对于谐振回路来说，这里面负载电容的大小与晶振的q值变化存在一定的关系，不少晶振厂家在进行产品设计的时候，也会对工艺技术进行调整，从而确保频率漂移，如果严重的话，则会导致核心部件的损害，所以对于晶振的应用来说，负载电容的大小调整是非常重要的，不容错失。
• 根据工作温度选择晶振：
环境温度对于晶振，也就是rc振荡器影响较大。在25℃左右时，其振荡精度能保持在10ppm以内，但是随着温度的不断上升或下降，其精度都逐渐下降，因此对于环境温度比较恶劣且对时钟有严格要求时，建议选用宽温晶振。
• 根据精度选择晶振：
如果电子产品对于晶振精度要求很高的话，例如电路当中会涉及到时间的准确精度的话那就只能用外部晶振了，因为外部晶振比较稳定而内部晶振的误差比较大，时间久了对于时间的累积产生很大误差，特别是对于rc振荡器对于温度比较敏感，容易受其影响。
• 根据晶振输出模式选择晶振：
在选用晶振时，要考虑到电路需要的晶振输出类型，一般分电平输出和差分输出；电平输出：cmos是常用的一种输出类型，而差分输出：lvpecl，lvds常用差分输出类型。不同的输出类型之间可不随便变换，特别是差分跟普通晶振。
• 根据晶振温度稳定性选择晶振：
晶振的主要特性是温度稳定性，这还是取决于晶振价格的重要因素。稳定度越高，温度范围越宽，价格也就越高。在选择晶振时，我们应按照实际需求选择稳定度。
• 根据电源电流范围选择晶振
晶振在工作的时候，需要对其内部电流进行调整，这方面也需要考虑不同的环境应对，否则是会导致晶振内部没有完整的起振电路，影响灵活性，而且其市场价格的竞争性会降低，从而对于精美设备的选择有一定的影响。
• 根据晶振工作环境选择晶振
在选择晶振的时候，不仅要考虑电路设计和应用需求，也需要结合实际晶振的生产环境。比如终端产品应用在高振动，高冲击的环境；有外部磁场干扰的环境；高低温温湿度有差异的环境中。
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✦晶振分为两大类
1. 无源晶振：一般消费级产品或者对精度要求不高的产品，推荐使用价格更低的无源晶振。
特点：
•晶体谐振器crystal resonator需要匹配外部谐振电路才可以输出信号，自身无法振荡。
2. 有源晶振：高端产品或工业级以上的产品推荐使用更稳定的时钟振荡器，更高要求的产品推荐使用tcxo/ocxo。
•时钟振荡器clock oscillator比无源晶振输出信号好，稳定度高，不受外部电路影 响，内部有独立起振芯片。
•压控晶振vcxo可以调整控制端电压改变输出频率。
•温补晶振tcxo含有温度补偿电路以减少环境温度对振荡频率的影响。tcxo比适 时钟振荡器有更好性能。
•恒温晶振ocxo将晶体放置于恒温槽，不受外界温度影响，频率稳定度在所有类 型的晶振中是最好的，电路设计极其精密，短稳和相位噪声都非常好。
✦晶振的封装
可谓是五花八门，圆柱体，长方体，甚至还有异型的模块，pin脚数也不是说只有我们常用的2pin或者4pin。常见的有2-dip、4-dip、5-dip、6-dip、4-smd、5-smd、4-soj、4-vdfn、4-vlga、6-llga、16-smd、36-bga等在此就不一一罗列了。由此可见晶振的体积也是大小各异，最小的可以1.5mm x 0.80mm x 0.28mm。
✦晶振的工作温度分为4个等级如下：
•民用级晶振的工作温度在-20℃+70℃。
•工业级晶振的工作温度在-40℃+85℃。
•车规级晶振的工作温度在-40℃~+125℃。
•军工级晶振的工作温度在-55+105℃ -55+125℃。
除此之外，有的产品还会对其安全等级有明确的认证要求例如aec-q100或者aec -q200。
✦晶振的输出：普遍的输出模式有cmos, ttl, lvds, hcsl, sine wave等。
•方波square wave：方波的输出功率大，驱动能力强，但是谐波分量丰富。主要 应用在数字通信系统时钟上，用来驱动计数电路
•非差分波 non-differential wave:包括ttl/cmos：功耗低，传送时间慢， 电 压控制器件。以及，cmos噪声容限比ttl大，输入阻抗比ttl大。
•差分波 differential wave:(p)ecl是高速领域内一个非常重要的逻辑电路。它电 路速度快，驱动能力小，噪声小，高频。但是功耗大，不同的电平不能驱动。广 泛应用于高速计算机，数字通信系统，雷达，测量仪器，频率合成器等。lvds为 低电压差分信号; hcsl为高速电流驱动逻辑。
•正弦波sine wave：正弦波的功率不如方波，但是其谐波分量小。
•准正弦波true sine wave: 负载阻抗50ω，谐波分量小。其应用于射频信号处 理，频率源等。
•削峰正弦波clipped sine wave:谐波分布小，驱动能力比方波弱，负载10k//10 pf时vp-p为0.8vmin。
具体可以看小编给大家搜集的图标，里面写的很详细了。
✦晶振的温度稳定性：这个参数在我们平时选型的时候也是很少考虑，或者不是优先考虑的参数，但是这个参数却很大程度上决定了晶振的价格。稳定度越高，温度范围越宽，价格也就越高。在实际工作中，我们应该按照实际电路的性能要求来选定稳定度。
✦晶振负载电容：对于谐振回路来说，这里面负载电容的大小与晶振的q值变化存在一定的关系，不少晶振厂家在进行产品设计的时候，也会对工艺技术进行调整，从而确保频率漂移，如果严重的话，则会导致核心部件的损害，所以对于振荡器的应用来说，负载电容的大小调整是非常谨慎事情，马虎不得。
如果负载电容cl很大，静态电容c0的改变对频率变化的影响很小，频率更加稳定。所以负载高，远端相位噪声好；若数过大，则很难调整到标称频率，晶振不容易起振。相反，如果负载电容cl很小，静电容c0的微小变化会造成频率的明显变化。近端相位噪声好，容易调整频率，晶振容易起振。在选择晶体的负载电容时，我们要尽量权衡能量损耗和频率的稳定性。
✦晶振的精度(误差)是石英晶振重要的参数之一，ppm含义为百万分之一(part per million 1/10^6)，表示晶体频率会偏离标称频率多少。值越小精度越高。在产品规格书中，ppm通常会用最大值(max)来表示，例如30ppm max，产品实际的误差值会更小。
✦总结一下：
•根据频率选择晶振：
如果对于频率精度要求很高的话，例蓝牙、gps或wifi等设备，我们在晶振选型时，需要注意晶振频率公差这个指标，精度越高越好，比如10ppm优于20ppm。
• 根据负载电容大小选择晶振：
对于谐振回路来说，这里面负载电容的大小与晶振的q值变化存在一定的关系，不少晶振厂家在进行产品设计的时候，也会对工艺技术进行调整，从而确保频率漂移，如果严重的话，则会导致核心部件的损害，所以对于晶振的应用来说，负载电容的大小调整是非常重要的，不容错失。
• 根据工作温度选择晶振：
环境温度对于晶振，也就是rc振荡器影响较大。在25℃左右时，其振荡精度能保持在10ppm以内，但是随着温度的不断上升或下降，其精度都逐渐下降，因此对于环境温度比较恶劣且对时钟有严格要求时，建议选用宽温晶振。
• 根据精度选择晶振：
如果电子产品对于晶振精度要求很高的话，例如电路当中会涉及到时间的准确精度的话那就只能用外部晶振了，因为外部晶振比较稳定而内部晶振的误差比较大，时间久了对于时间的累积产生很大误差，特别是对于rc振荡器对于温度比较敏感，容易受其影响。
• 根据晶振输出模式选择晶振：
在选用晶振时，要考虑到电路需要的晶振输出类型，一般分电平输出和差分输出；电平输出：cmos是常用的一种输出类型，而差分输出：lvpecl，lvds常用差分输出类型。不同的输出类型之间可不随便变换，特别是差分跟普通晶振。
• 根据晶振温度稳定性选择晶振：
晶振的主要特性是温度稳定性，这还是取决于晶振价格的重要因素。稳定度越高，温度范围越宽，价格也就越高。在选择晶振时，我们应按照实际需求选择稳定度。
• 根据电源电流范围选择晶振
晶振在工作的时候，需要对其内部电流进行调整，这方面也需要考虑不同的环境应对，否则是会导致晶振内部没有完整的起振电路，影响灵活性，而且其市场价格的竞争性会降低，从而对于精美设备的选择有一定的影响。
• 根据晶振工作环境选择晶振
在选择晶振的时候，不仅要考虑电路设计和应用需求，也需要结合实际晶振的生产环境。比如终端产品应用在高振动，高冲击的环境；有外部磁场干扰的环境；高低温温湿度有差异的环境中。
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