PCB设计工程师拍了拍你:晶振的知识掌握了吗?

晶振(crystaloscillator)

晶体振荡器是指从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片)，石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振;而在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器。其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。

晶振是电子电路中常用的电子元件之一，被誉为"电子设备的心脏"，它是电子产品中常用的不可或缺的组件，小到手机、电脑，大到导弹、卫星都需要晶体振荡器。作为(准)PCB设计工程师，关于晶振的知识我们一定要掌握噢~

晶振的分类

电子线路中的晶体振荡器分为无源晶振和有源晶振两种类型。无源晶振与有源晶振的英文名称不同，无源晶振为crystal(晶体)，而有源晶振则叫做oscillator(振荡器)。

无源晶振:无源晶振是有2个引脚的无极性元件，需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来，所以"无源晶振"这个说法并不准确。

无源晶振信号质量较差，通常需要精确匹配外围电路(用于信号匹配的电容、电感、电阻等)，更换不同频率的晶体时周边配置电路也需要做相应的调整。一般建议采用精度较高的石英晶体，尽可能不要采用精度低的陶瓷晶体。

有源晶振:有源晶振有4只引脚，是一个完整的振荡器，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件，因此体积较大。有源晶振的封装有4个引脚，分别为VCC(电压)、GND(地)、OUT(时钟信号输出)、NC(空脚)。

有源晶振不需要CPU的内部振荡器，信号稳定，质量较好，而且连接方式比较简单(主要做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可)，不需要复杂的配置电路。

晶振的作用

晶振是时钟电路中重要的部件，它的主要作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率，它就像个标尺，工作率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定，自然容易出现问题。在通常工作条件下，普通的晶振频率精度可达百万分之五十，高级的精度更高。

晶振的另一个作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。

晶振电路的PCB设计

位置要选对:晶振内部是石英晶体，如果不慎掉落或受不明撞击，石英晶体易断裂破损，所以晶振的放置远离板边，靠近MCU的位置布局。

两靠近:耦合电容应尽量靠近晶振的电源管脚，如果多个耦合电容，按照电源流入方向，依次容值从大到小摆放;晶振则要尽量的靠近MCU。

走线短:所有连接晶振输入/输出端的导线尽量短，以减少噪声干扰及分布电容对晶振的影响。

高独立:尽可能保证晶振周围的没有其他元件。防止器件之间的互相干扰，影响时钟和其他信号的质量。晶振周围1mm禁布器件，0.5mm禁布过孔走线，所有晶振下不打过孔(包括地过孔)。

外壳要接地:晶振的外壳必须要接地，除了防止晶振向外辐射，也可以屏蔽外来的干扰

责任编辑:黄美婷

声明:本网站中，来源标明为" 慧聪电子网"的文章，转载请标明出处。

文章来源：《电子设计工程》 网址: http://www.dzsjgc.cn/zonghexinwen/2020/0723/430.html