关于晶振,你必须知道的那些事儿~

晶振:晶体振荡器或石英晶体振荡器,crystal oscillator

作用:产生稳定特定的振荡频率。

无源晶振(晶体)(crystal):一般是直插两个脚的无极性元件,也有四个脚的SMD。需要借助时钟电路才能产生振荡信号。

有源晶振(晶振)(oscillator):一般是表贴四个脚的封装,内部有时钟电路,只需供电便可产生振荡信号。

如果两者都是四个脚的SMD,一般厚度比较的大的是有源晶振。

这里就不说详细的参数了(太专业繁琐),就只说我们一般板子用到时候需要考虑的参数。

A:Nominal Frequency:一般按照工作温度25度给出。常见有32.768khz(实时时钟),11.0592Mhz(单片机),12Mhz,24Mhz,27Mhz,50Mhz(一般给CPU用)

B:Frequency Tolerance:常用有20ppm(±20 x 10−6)

例如:32.768khz的实时时钟,频率精度是20ppm,那么一天下来时钟的误差就是:

±24*60*60*20 x 10^6=±1.728秒。

上面只是理论值,一般相差更大。

C:Load Capacitance:负载电容有时候是一个非常至关重要的参数,如果晶振的负载电容与晶振外部两端连接的电容参数匹配不正确的话,很容易造成频率偏差,精度误差等等,从而导致产品无法达到最终的精准要求。当然也存在对负载电容参数不是特别严格的厂家。
注意:晶振的负载电容应该选择好点的材料。

D:Operating Temperature与Storage Temperature:
例如:−40°C to +85°C −55°C to +125°C

E:Frequency Ageing:频率老化指的是频率随时间长期流逝而产生的变化,一般给出的是第一年的老化程度。例如±3 x 10−6(±3ppm)

晶体振荡器的分类

1,Package石英振荡器(SPXO)

不施以温度控制及温度补偿的石英振荡器。频率温度特性依靠石英振荡晶体本身的稳定性。

2,温度补偿石英振荡器(TCXO)

附加温度补偿回路,减少其频率因周围温度变动而变化之石英振荡器。

3,电压控制石英振荡器(VCXO)

控制外来的电压,使输出频率能够变化或调变的石英振荡器。

4,恒温槽式石英振荡器(OCXO)

以恒温槽保持石英振荡器或石英振荡晶体在一定温度,控制其输出频率在周围温度下也能保持极小变化量之石英振荡器。主要缺点是功耗大、体积大,需要5分钟左右的加热时间才能正常工作等。

最后提醒下,虽然晶振用法都差不多,不过采用新的型号的时候最好还是参照下datasheet.

下面是一点小的布局布线建议:

● 晶振放置位置应该尽可能靠近IC脚。
● 晶振底部参考地,下面不要布线,尤其是高速信号线
● 晶振信号线加宽点,最好做包地处理。

调试板子的时候:

如果部分电路工作不正常,可优先测量晶振是否有工作,工作频率是否正确。当然,晶振不工作不代表晶振有问题,有可能是复位跟ROM没刷好等等问题。

本文转载自:硬件工程师
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