晶振（crystal oscillator）

晶體振蕩器是指從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡(jiǎn)稱為晶片），石英晶體諧振器，簡(jiǎn)稱為石英晶體或晶體、晶振；而在封裝內(nèi)部添加 IC 組成振蕩電路的晶體元件稱為晶體振蕩器。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。

▲晶振圖片

晶振是電子電路中最常用的電子元件之一，被譽(yù)為“電子設(shè)備的心臟”，它是電子產(chǎn)品中最常用的不可或缺的組件，小到手機(jī)、電腦，大到導(dǎo)彈、衛(wèi)星都需要晶體振蕩器。作為（準(zhǔn)）PCB設(shè)計(jì)工程師，關(guān)于晶振的知識(shí)我們一定要掌握噢~

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晶振的分類

電子線路中的晶體振蕩器分為無源晶振和有源晶振兩種類型。無源晶振與有源晶振的英文名稱不同，無源晶振為crystal（晶體），而有源晶振則叫做oscillator（振蕩器）。

無源晶振：無源晶振是有2個(gè)引腳的無極性元件，需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號(hào)，自身無法振蕩起來，所以“無源晶振”這個(gè)說法并不準(zhǔn)確。

無源晶振信號(hào)質(zhì)量較差，通常需要精確匹配外圍電路（用于信號(hào)匹配的電容、電感、電阻等），更換不同頻率的晶體時(shí)周邊配置電路也需要做相應(yīng)的調(diào)整。一般建議采用精度較高的石英晶體，盡可能不要采用精度低的陶瓷晶體。

有源晶振：有源晶振有4只引腳，是一個(gè)完整的振蕩器，其中除了石英晶體外，還有晶體管和阻容元件，因此體積較大。有源晶振的封裝有4個(gè)引腳，分別為VCC（電壓）、GND（地）、OUT（時(shí)鐘信號(hào)輸出）、NC（空腳）。

有源晶振不需要CPU的內(nèi)部振蕩器，信號(hào)穩(wěn)定，質(zhì)量較好，而且連接方式比較簡(jiǎn)單（主要做好電源濾波，通常使用一個(gè)電容和電感構(gòu)成濾波網(wǎng)絡(luò)，輸出端用一個(gè)小阻值的電阻過濾信號(hào)即可），不需要復(fù)雜的配置電路。

晶振的作用

晶振是時(shí)鐘電路中最重要的部件，它的主要作用是向顯卡、網(wǎng)卡、主板等配件的各部分提供基準(zhǔn)頻率，它就像個(gè)標(biāo)尺，工作頻率不穩(wěn)定會(huì)造成相關(guān)設(shè)備工作頻率不穩(wěn)定，自然容易出現(xiàn)問題。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬分之五十，高級(jí)的精度更高。

晶振的另一個(gè)作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。

晶振電路的PCB設(shè)計(jì)

位置要選對(duì)：晶振內(nèi)部是石英晶體，如果不慎掉落或受不明撞擊，石英晶體易斷裂破損，所以晶振的放置遠(yuǎn)離板邊，靠近MCU的位置布局。

兩靠近：耦合電容應(yīng)盡量靠近晶振的電源管腳，如果多個(gè)耦合電容，按照電源流入方向，依次容值從大到小擺放；晶振則要盡量的靠近MCU。

走線短：所有連接晶振輸入/輸出端的導(dǎo)線盡量短，以減少噪聲干擾及分布電容對(duì)晶振的影響。

高獨(dú)立：盡可能保證晶振周圍的沒有其他元件。防止器件之間的互相干擾，影響時(shí)鐘和其他信號(hào)的質(zhì)量。晶振周圍 1mm 禁布器件，0.5mm 禁布過孔走線，所有晶振下不打過孔（包括地過孔）。

外殼要接地：晶振的外殼必須要接地，除了防止晶振向外輻射，也可以屏蔽外來的干擾。

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