晶振在芯片中的作用

电路板上的芯片附近总有晶振的身影，芯片的规格书中也写到了晶振的连接引脚图。晶振的作用是什么?如何选择一颗合适外部晶振呢?

晶振在芯片中的作用

每一个微处理器都需要时钟源来控制处理器执行指令的速度，信号的波特率，转化模拟数字信号等。晶振可以产生CPU执行命令时需要的时钟频率信号。时钟信号的频率越高，CPU的运行速度也就越快。

芯片的内部晶振

LC振荡电路

市面上大部分芯片内部含有LC振荡电路来提供时钟源。顾名思义，L表示电感，C表示电容。石英晶体的等效电路图就是LC振荡电路：

PLL锁相环电路

晶振一旦封装到芯片内部，频率也就固定了。芯片内部有PLL电路进行频率的倍频和分频。

内部晶振的优缺点

优点：内部振荡器是和芯片完美搭建在一起的，在精度，占空比，以及温度依赖性都是合适芯片本身的。外部晶振不是必须要添加的。

缺点：内部振荡器的缺点是精度和频率稳定性。基准频率取决于振荡电路的无源元件。电容和电阻很容易受环境温度的影响。LC振荡器会有温度漂移的现象。

外部晶振

对于芯片内部有PLL电路的设计，可以借助于外部振荡器的稳定性和精度，来弥补内部振荡器的不足。

谐振器

石英晶体谐振器又称无源晶振。一般消费级产品或者对精度要求不高的产品，推荐使用价格更低的无源晶振。谐振器需要匹配外部谐振电路才可以输出信号，自身无法振荡。

如果您想了解无源晶振测试报告中电性能参数含义。

负载电容是选购无源晶振必选参数之一。

高精密电子仪器和通信系统的应用下，我们需要考虑不同封装(贴片/直插)的石英晶振的电性能参数变化对系统的影响。

振荡器

石英晶体振荡器又称有源晶振。高端或工业级以上的产品推荐使用更稳定的时钟振荡器。KOAN有源晶振内部有独立起振芯片，在获得高稳定性和精度的同时，也不必担心匹配电容的问题。

选择合适的有源晶振，需要考虑哪些参数?

高精密电子仪器和通信系统的应用下，我们需要考虑不同封装的石英晶振的电性能参数变化对系统的影响。

硅晶振

MEMS振荡器更适合高振动环境，非关键定时应用以及信号噪声比不重要的应用。像高速通信，复杂调制方案，出色的信噪比之类的应用，KOAN晶体振荡器将优于MEMS振荡器。石英材质拥有低抖动，极高的Q值，以及出色的时间和温度稳定性。

陶瓷晶振

陶瓷谐振器，一般习惯叫陶瓷晶振，但是它是以锆钛酸铅为主要原料，将其加工成有压电效应的陶瓷材料。陶瓷谐振器的精度一般为±300ppm ~ 500ppm，应用在普通产品上，例如USB, 玩具，硬盘，驱动等对精度要求不高的产品。

审核编辑：汤梓红