10 电路入门基础知识之：晶振（Oscillator）

1.什么是晶振

晶振是有源晶振的简称,又叫振荡器, 是电子电路中最常用的电子元件之一，一般用字母“X”、“G”或“Z”表示，单位为Hz。晶振主要是由晶体和外围元器件构成,晶振在数字电路中常与主板、南桥、声卡等电路连接使用。晶振可被比喻为各板卡的心脏，产生电路的“心跳”，如果“心跳”发生问题，必定会使其他电路出现故障。

2.晶振的主要参数

（1）中心频率（也叫标称频率）

晶振的频率单位通常分为KHZ与MHZ，一般在晶振的正面标识。

（2）精度要求（频率误差，或频率稳定度）

单位为ppm，含义是百万分之一（parts per million）。此值越小表示精度越高。比如，12MHz晶振偏差为±20ppm，表示它的频率偏差为12×20Hz=±240Hz，即频率范围是（11999760～12000240Hz）。

（3）温度频差

单位也是ppm，表示在特定温度范围内，工作频率相对于基准温度时工作频率的允许偏离。

（4）负载电容CL（Load capacitance），它是电路中跨接晶体两端的总的有效电容（不是晶振外接的匹配电容），主要影响负载谐振频率和等效负载谐振电阻，与晶体一起决定振荡器电路的工作频率，通过调整负载电容，就可以将振荡器的工作频率微调到标称值。

3.晶振的使用注意事项

（1）晶振PCB表面铺地,周围通过过孔与地层大面积地相连;

（2）晶振不能放在PCB边缘；

（3）晶振下方不要过大电流的线，也不要走频率比较高的信号线，和易受干扰的信号线；

（4）晶振布局要尽可能靠近IC；

（5）晶振包地或者外壳接地，可以减少晶振对电路系统的干扰。

5微电子基础知识之晶振认识篇

晶振 一般指晶体振荡器(也称谐振器)有一些电子设备需要频率高度稳定的交流信号，而LC振荡器稳定性较差，因使用环境/温度等因素影响会出现频率容易漂移，即产生的交流信号频率容易变化。在振荡器中采用一个特殊的元件即石英晶体，可以产生高度稳定的信号，可以在一定温度范围内无漂移，这种采用石英晶体的振荡器称为晶体振荡器 。按材质有陶瓷，石英等。

晶振外形

三脚晶振

两脚晶振电路符号

三脚晶振电路符号

四脚无源晶振

四脚有源晶振

晶振通常有两个/三个/四个脚，均有插脚与贴片两种类型及本体表面有印刷频率信息，晶振分有源无源的区分，晶振的主要作是产生振荡信号 供芯片内部时钟作参考基准使用，相当于人的心脏 ，产生的信号不稳定或出问题，设备或产品就会出现故障至不能正常使用。从外观上区分有塑封与金属封闭两种，塑封屏 蔽效果较差，容易受使用环境扰出现不正常现象，通常使用金属封装接地屏蔽增强稳定度，及使用两只脚晶振有需要焊接外壳接地可能。

两脚无源晶振应用示意

四脚无源应用示意

四脚有源应用示意

晶振的频率及精度都高，频率通常有几KHz(千赫)到几十MH(兆赫)，精度通常有±1PPM, ±2PPM, ±5PPM, ±10PPM, ±20PPM等，一般场合使用±10PPM, ±20PPM居多，一些要求特别高精准度的场合或是芯片需要使用更小的误差精度。除晶振本身精度外，还需要与外部的电容进行匹配使用，因PCB板材，走线长度等差异，严格的还需要工作时匹配电容测试调整匹配电容获得最佳稳定性能。

应用场景

基本上所有的电子产品都有他们的身影，例如手机，电子手表，音箱，电视，电磁炉等3C电子产品中，因技术发展部分芯片已集成晶振入芯片内部，但是会有一些误差，需要高精度参考源还是需要使用外部晶振，来确保产品的可靠性。

Crystal 晶体 Microprogrammed Control Unit(MCU)微程序控制器 Parts Per Million(PPM) 百万分之一 Tolerance 公差 Precision 精度 Frequency 频率 Test 测试 Debug 调试 Stable 稳定 Performance 性能 Computer 电脑 Communication 通信 Consumer electronics 消费电子3C电子产品不是指中国的CCC认证，泛指计算机类、通信类和消费类电子产品。

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