?被動(dòng)元器件中有一個(gè)80%的電路板都會(huì)應(yīng)用到的元器件，那就是晶振，他的英文名字很好聽Crystal，在電路符號(hào)中用XTAL或者CRY來(lái)標(biāo)識(shí)。隨著晶振的廣泛應(yīng)用，晶振也有越來(lái)越多的參數(shù)被電子人所熟悉。且熟練的掌握了這些參數(shù)的真正意義，對(duì)我們?cè)陔娐酚布O(shè)計(jì)選型種也有很大的幫助。那么跟隨廣瑞泰來(lái)一起認(rèn)識(shí)晶振的參數(shù)吧。

1，標(biāo)稱頻率
? 標(biāo)稱頻率也叫中心頻率，單位是KHZ或者M(jìn)HZ，其中KHZ比較常用的頻點(diǎn)32.768KHZ，你一定很熟悉。在選購(gòu)產(chǎn)品時(shí)，如果你沒(méi)有完整的型號(hào)提供給晶振廠商，那晶振廠商問(wèn)到的參數(shù)信息一定有頻率這個(gè)參數(shù)。且不同的標(biāo)稱頻率在不同的領(lǐng)域都有固定的應(yīng)用了，例如音響常用的晶振頻率有49.152MHZ和45.1584MHZ，GPS常用的頻點(diǎn)有26MHZ，32M，RTC時(shí)鐘常用的32.768KHZ。用戶所選用的理想工作頻率，是可以確定其晶體器件的性能和特征的。
2，晶振封裝
? 在不知道完整型號(hào)的情況下，除了標(biāo)稱頻率，晶振封裝也是一個(gè)比較重要的參數(shù)，例如我們熟知的SMD2016，SMD2520，SMD3225等，他們的封裝尺寸是由長(zhǎng)*寬來(lái)表示的，且是國(guó)際統(tǒng)一尺寸封裝，不同品牌間的封裝也是可以相互替代的。例如愛(ài)普生晶振TSX-3225（SMD3225）可以替代KDS晶振的DSX321G（SMD3225）
3，調(diào)整頻差
? 調(diào)整頻差是指在基準(zhǔn)溫度下，工作頻率相對(duì)于標(biāo)稱頻率的最大允許偏差。它一般以ppm（百萬(wàn)分之一）的單位表示，用來(lái)表達(dá)頻率的偏差程度。一些對(duì)精度要求高的產(chǎn)品，往往會(huì)選擇那些老牌知名晶振廠商，像日本的京瓷晶振，臺(tái)系的TXC晶振，美國(guó)的ABRACON晶振等
4，溫度頻差

? 溫度頻差是指在整個(gè)溫度范圍內(nèi)，工作頻率相對(duì)于基準(zhǔn)溫度時(shí)的工作頻率允許偏差。也是以ppm為單位進(jìn)行表示。溫度的變化會(huì)對(duì)晶體元件的頻率產(chǎn)生一定的影響，溫度頻差用來(lái)刻畫這種影響程度。比如一些車企廠商，他們對(duì)晶振的工作溫度都比較嚴(yán)苛，通常車規(guī)標(biāo)準(zhǔn)是-40/125℃，如果所選用的晶振不滿足這個(gè)條件，那么就會(huì)超出他的溫度頻差，最終會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，若要推薦一個(gè)適用于車規(guī)產(chǎn)品的晶振品牌，NDK晶振是廣瑞泰必須推薦的一個(gè)廠商。

5，老化率

? 老化率是指在規(guī)定條件下，由于時(shí)間的推移，晶體元件頻率發(fā)生漂移。這個(gè)指標(biāo)對(duì)于精密晶體元件來(lái)說(shuō)是必要的，但并沒(méi)有明確的試驗(yàn)條件。通過(guò)對(duì)所有產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)劃抽驗(yàn)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)督，一些晶體元件可能會(huì)比規(guī)定的水平要差，這是允許的。解決老化問(wèn)題最好的方法是通過(guò)供應(yīng)商和用戶之間的密切協(xié)商。

6，諧振電阻(Rr)

? 諧振電阻是指晶體元件在諧振頻率處的等效電阻。當(dāng)不考慮C0的作用時(shí)，諧振電阻也可以近似等于晶體的動(dòng)態(tài)電阻R1，或者稱為等效串聯(lián)電阻(ESR)。諧振電阻控制著晶體元件的品質(zhì)因數(shù)，同時(shí)也決定了應(yīng)用電路中晶體振蕩的電平，從而影響晶體的穩(wěn)定性及是否能夠產(chǎn)生理想的振蕩。因此，諧振電阻是晶體元件一個(gè)重要的指標(biāo)參數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于給定的頻率，所選用的晶體封裝越小，諧振電阻的平均值可能會(huì)越高。大多數(shù)情況下，無(wú)法提前預(yù)測(cè)具體某個(gè)晶體元件的電阻值，只能確保電阻低于規(guī)范中規(guī)定的最大值。

7，負(fù)載諧振電阻(RL)

負(fù)載諧振電阻是指晶體元件在負(fù)載諧振頻率處與規(guī)定外部電容串聯(lián)時(shí)的電阻。對(duì)于一個(gè)給定的晶體元件，其負(fù)載諧振電阻的值取決于與該元件一起工作的負(fù)載電容值。在負(fù)載電容串聯(lián)之后，諧振電阻總是大于晶體元件本身的諧振電阻。

8，負(fù)載電容(CL)

負(fù)載電容是與晶體元件共同決定負(fù)載諧振頻率的有效外部電容。晶體元件規(guī)范中的負(fù)載電容是一個(gè)測(cè)試條件，也是一個(gè)使用條件。用戶可以在具體使用時(shí)根據(jù)情況適當(dāng)調(diào)整這個(gè)值，以微調(diào)實(shí)際工作頻率。換句話說(shuō)，負(fù)載電容可以用來(lái)調(diào)整晶體的頻率公差。然而，如果負(fù)載電容沒(méi)有合適的值，將會(huì)對(duì)振蕩電路產(chǎn)生負(fù)面影響。通常情況下，負(fù)載電容的可選值包括10pF、15pF、20pF、30pF、50pF和∝等。當(dāng)負(fù)載電容標(biāo)記為∝時(shí)，表示在串聯(lián)諧振型電路中應(yīng)用，不需要額外的負(fù)載電容，此時(shí)工作頻率就是晶體的諧振頻率。用戶應(yīng)當(dāng)注意，對(duì)于某些晶體（包括非封裝的振子應(yīng)用），在某一特定生產(chǎn)規(guī)范下的負(fù)載電容（特別是小負(fù)載電容）時(shí)，電路實(shí)際電容的偏差在±0.5pF范圍內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生±10×10-6的頻率誤差。因此，負(fù)載電容是一個(gè)非常重要的訂貨規(guī)范指標(biāo)。

9，靜態(tài)電容(C0)

靜態(tài)電容是等效電路中的靜態(tài)分量電容，它的大小主要取決于電極面積、晶片厚度和晶片加工工藝。

10，動(dòng)態(tài)電容(C1)

動(dòng)態(tài)電容是等效電路中的動(dòng)態(tài)分量電容。它的大小主要取決于電極面積，同時(shí)也與晶片的平行度和微調(diào)量大小有關(guān)。

11， 動(dòng)態(tài)電感(L1)

動(dòng)態(tài)電感是等效電路中的動(dòng)態(tài)分量電感。動(dòng)態(tài)電感和動(dòng)態(tài)電容是一對(duì)相關(guān)的量，它們共同影響晶體元件的性能和工作穩(wěn)定性。4.11 諧振頻率(Fr)

諧振頻率(Fr)是指在特定條件下，晶體元件的電氣阻抗為電阻性時(shí)的兩個(gè)頻率中較低的一個(gè)頻率。根據(jù)等效電路，當(dāng)不考慮C0的作用時(shí)，F(xiàn)r主要由C1和L1決定，它近似等于所謂串聯(lián)諧振頻率(Fs)。

Fr是晶體的自然諧振頻率，它在高穩(wěn)晶振的設(shè)計(jì)中起到重要作用，主要是用來(lái)穩(wěn)定晶振工作于標(biāo)稱頻率，并確定頻率調(diào)整范圍以及設(shè)置頻率微調(diào)裝置等設(shè)計(jì)要求。

12， 負(fù)載諧振頻率(FL)

負(fù)載諧振頻率(FL)是指在特定條件下，晶體元件與一負(fù)載電容串聯(lián)或并聯(lián)時(shí)的組合阻抗呈現(xiàn)為電阻性的兩個(gè)頻率中的一個(gè)頻率。

當(dāng)負(fù)載電容與晶體元件串聯(lián)時(shí)，F(xiàn)L是兩個(gè)頻率中較低的那個(gè)頻率；當(dāng)負(fù)載電容與晶體元件并聯(lián)時(shí)，F(xiàn)L則是其中較高的那個(gè)頻率。

對(duì)于給定的負(fù)載電容值(CL)，在實(shí)際效果上，這兩個(gè)頻率是相同的。FL是晶體元件在電路中表現(xiàn)出來(lái)的實(shí)際頻率，也是廠商為滿足用戶對(duì)產(chǎn)品符合標(biāo)稱頻率要求的測(cè)試指標(biāo)參數(shù)。

13， 品質(zhì)因數(shù)(Q)

品質(zhì)因數(shù)(Q)又稱機(jī)械Q值，是諧振器性能好壞的重要參數(shù)，它與L1和C1有以下關(guān)系：

Q=wL1/R1=1/wR1C1

其中，w是角頻率，R1是諧振器的電阻，L1是諧振器的電感，C1是諧振器的電容。

根據(jù)上述關(guān)系式，當(dāng)R1越大時(shí)，Q值越低，諧振器的功率耗散越大，并且會(huì)導(dǎo)致頻率不穩(wěn)定。相反，Q值越高，頻率越穩(wěn)定。

14， 激勵(lì)電平(Level of drive)

激勵(lì)電平是衡量施加在晶體元件上的激勵(lì)條件的量度，通過(guò)耗散功率來(lái)表示。

所有晶體元件的頻率和電阻在一定程度上都會(huì)隨著激勵(lì)電平的變化而變化，這種現(xiàn)象被稱為激勵(lì)電平相關(guān)性(DLD)。

因此，訂貨規(guī)范中的激勵(lì)電平必須與晶體元件實(shí)際應(yīng)用電路中的激勵(lì)電平相一致。

由于晶體元件固有的激勵(lì)電平相關(guān)性特性，用戶在振蕩電路設(shè)計(jì)和晶體使用時(shí)，必須注意和保證不會(huì)出現(xiàn)激勵(lì)電平過(guò)低導(dǎo)致起振不良或過(guò)度激勵(lì)導(dǎo)致頻率異常的現(xiàn)象。

15， 激勵(lì)電平相關(guān)性(DLD)

激勵(lì)電平相關(guān)性(DLD)是由于壓電效應(yīng)而產(chǎn)生的，它在激勵(lì)電平強(qiáng)迫諧振子產(chǎn)生機(jī)械振蕩的過(guò)程中起作用。

在這個(gè)過(guò)程中，加速度功會(huì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和彈性能，而功耗則會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能。石英諧振子的內(nèi)部和外部摩擦?xí)?dǎo)致功耗的轉(zhuǎn)換發(fā)生。

摩擦損耗與振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的速度有關(guān)，當(dāng)振蕩不再是線性的或當(dāng)石英振子內(nèi)部或其表面以及安裝點(diǎn)的拉伸、應(yīng)變、位移或加速度達(dá)到臨界值時(shí)，摩擦損耗會(huì)增加，并導(dǎo)致頻率和電阻的變化。

? 別看晶振參數(shù)密密麻麻的有這么多，但在選型過(guò)程中，最重要的參數(shù)莫過(guò)于調(diào)整頻差，即頻率偏差。但這樣說(shuō)也不準(zhǔn)確，因?yàn)轭l率頻差的大小最終也是會(huì)影響晶振的中心頻率，所以晶振的中心頻率準(zhǔn)不準(zhǔn)也是很重要的。我們可以這樣理解，晶振的負(fù)載電容匹配值會(huì)決定晶振的頻差大小，頻差大小會(huì)影響晶振的中心頻率，一系列參數(shù)都是環(huán)環(huán)相扣。