晶振全稱為晶體振蕩器（英文Crystal Oscillators），其作用在于產生原始的時鐘頻率，這個頻率，晶振經過頻率發生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率。晶振有著不同使用要求及特點，通分為以下幾類：普通晶振、溫補晶振、壓控晶振、溫控晶振等。今天凱越翔電子就和大家分享，如何根據相關參數選擇合適的晶振。

晶振用一種能把電能和機械能相互轉化的晶體在共振的狀態下工作，以提供穩定，精確的單頻振蕩。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對精度可達百萬分之五十。高級的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內調整頻率，稱為壓控振蕩器（VCO）。

晶振的作用是為系統提供基本的時鐘信號。通常一個系統共用一個晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調整頻率的方法保持同步。

晶振通常與鎖相環電路配合使用，以提供系統所需的時鐘頻率。如果不同子系統需要不同頻率的時鐘信號，可以用與同一個晶振相連的不同鎖相環來提供。

在測試和使用時所供直流電源應沒有足以影響其準確度的紋波含量，交流電壓應無瞬變過程。測試儀器應有足夠的精度，連線合理布置，將測試及外圍電路對晶振指標的影響降至最低。

注意某些參數，設計工程師即可選擇到適合應用的振蕩器

今天無數電子線路和應用需要精確定時或時鐘基準信號。晶體時鐘振蕩器極為適合這方面的許多應用。

時鐘振蕩器有多種封裝，它的特點是電氣性能規范多種多樣。它有好幾種不同的類型：電壓控制晶體振蕩器（VCXO）、溫度補償晶體振蕩器（TCXO）、恒溫箱晶體振蕩器（OCXO），以及數字補償晶體振蕩器（DCXO）。每種類型都有自己的獨特性能。

頻率穩定性的考慮

晶體振蕩器的主要特性之一是工作溫度內的穩定性，它是決定振蕩器價格的重要因素。穩定性愈高或溫度范圍愈寬，器件的價格亦愈高。

設計工程師要慎密決定對特定應用的實際需要，然后規定振蕩器的穩定度。指標過高意味著花錢愈多。

對于頻率穩定度要求±20ppm或以上的應用，可使用普通無補償的晶體振蕩器。對于成于±1至±20ppm的穩定度，應該考慮TCXO。對于低于±1ppm的穩定度，應該考慮OCXO或DCXO。

輸出必需考慮的其它參數是輸出類型、相位噪聲、抖動、電壓穩定度、負載穩定性、功耗、封裝形式、沖擊和振動、以及電磁干擾（EMI）。晶振器可HCMOS/TTL兼容、ACMOS兼容、ECL和正弦波輸出。每種輸出類型都有它的獨特波形特性和用途。應該關注三態或互補輸出的要求。對稱性、上升和下降時間以及邏輯電平對某些應用來說也要作出規定。許多DSP和通信芯片組往往需要嚴格的對稱性（45%至55%）和快速的上升和下降時間（小于5ns）。

相位噪聲和抖動

在頻域測量獲得的相位噪聲是短期穩定度的真實量度。它可測量到中央頻率的1Hz之內和通常測量到1MHz。

振蕩器的相位噪聲在遠離中心頻率的頻率下有所改善。TCXO和OCXO振蕩器以及其它利用基波或諧波方式的晶體振蕩器具有最好的相位噪聲性能。采用鎖相環合成器產生輸出頻率的振蕩器比采用非鎖相環技術的振蕩器一般呈現較差的相位噪聲性能。

抖動與相位噪聲相關，但是它在時域下測量。以微微秒表示的抖動可用有效值或峰—峰值測出。許多應用，例如通信網絡、無線數據傳輸、ATM和SONET要求必需滿足嚴格的拌動指標。需要密切注意在這些系統中應用的振蕩器的抖動和相位噪聲特性。

電源和負載的影響

振蕩器的頻率穩定性亦受到振蕩器電源電壓變動以及振蕩器負載變動的影響。正確選擇振蕩器可將這些影響減到最少。設計者應在建議的電源電壓容差和負載下檢驗振蕩器的性能。不能期望只能額定驅動15pF的振蕩器在驅動50pF時會有好的表現。在超過建議的電源電壓下工作的振蕩器亦會呈現壞的波形和穩定性。

對于需要電池供電的器件，一定要考慮功耗。引入3.3V的產品必然要開發在3.3V下工作的振蕩器。----較低的電壓允許產品在低功率下運行。現今大部分市售的表面貼裝振蕩器在3.3V下工作。許多采用傳統5V器件的穿孔式振蕩器正在重新設計，以便在3.3V下工作。

封裝

與其它電子元件相似，時鐘振蕩器亦采用愈來愈小型的封裝。例如，M-tron公司的M3L/M5L系列表面貼裝振蕩器現在采用3.2×5.0×1.0mm的封裝。通常，較小型的器件比較大型的表面貼裝或穿孔封裝器件更昂貴。小型封裝往往要在性能、輸出選擇和頻率選擇之間作出折衷。

工作環境

振蕩器實際應用的環境需要慎重考慮。例如，高的振動或沖擊水平會給振蕩器帶來問題。

除了可能產生物理損壞，振動或沖擊可在某些頻率下引起錯誤的動作。這些外部感應的擾動會產生頻率跳動、增加噪聲份量以及間歇性振蕩器失效。----對于要求特殊EMI兼容的應用，EMI是另一個要優先考慮的問題。除了采用合適的P C母板布局技術，重要的是選擇可提供輻射量最小的時鐘振蕩器。一般來說，具有較慢上升/下降時間的振蕩器呈現較好的EMI特性。

對于70MHz以下的頻率，建議使用HCMOS型的振蕩器。對于更高的頻率，可采用ECL型的振蕩器。ECL型振蕩器通常具有最好的總噪聲抑制，甚至在10至100MHz的較低頻率下，ECL型也比其它型的振蕩器略勝一籌。

檢測

對于晶振的檢測,通常僅能用示波器(需要通過電路板給予加電)或頻率計實現。萬用表或其它測試儀等是無法測量的。如果沒有條件或沒有辦法判斷其好壞時，那只能采用代換法了,這也是行之有效的。晶振常見的故障有：(a)內部漏電；(b)內部開路；(c)變質頻偏；(d)與其相連的外圍電容漏電。從這些故障看，使用萬用表的高阻檔和測試儀的VI曲線功能應能檢查出(C),(D)項的故障，但這將取決于它的損壞程度。

總結

凱越翔建議：器件選型時一般都要留出一些余量，以保證產品的可靠性。選用較高檔的器件可以進一步降低失效概率，帶來潛在的效益，這一點在比較產品價格的時候也要考慮到。要使振蕩器的“整體性能”趨于平衡、合理，這就需要權衡諸如穩定度、工作溫度范圍、晶體老化效應、相位噪聲、成本等多方面因素，這里的成本不僅僅包含器件的價格，而且包含產品全壽命的使用成本。

凱越翔的文化：一切為了您，我壯大，我們的信念：誠信，高效，和諧未來。凱越翔k字晶振更是經過嚴格把關，通過層層帥選而出的。凱越翔只做客戶滿意的晶振！！