石英晶振最不能忽视的一项参数指标，你千万别轻视了

被动元器件中有一个80%的电路板都会应用到的元器件，那就是晶振，他的英文名字很好听Crystal，在电路符号中用XTAL或者CRY来标识。随着晶振的广泛应用，晶振也有越来越多的参数被电子人所熟悉。且熟练的掌握了这些参数的真正意义，对我们在电路硬件设计选型种也有很大的帮助。那么跟随广瑞泰来一起认识晶振的参数吧。

1，标称频率 标称频率也叫中心频率，单位是KHZ或者MHZ，其中KHZ比较常用的频点32.768KHZ，你一定很熟悉。在选购产品时，如果你没有完整的型号提供给晶振厂商，那晶振厂商问到的参数信息一定有频率这个参数。且不同的标称频率在不同的领域都有固定的应用了，例如音响常用的晶振频率有49.152MHZ和45.1584MHZ，GPS常用的频点有26MHZ，32M，RTC时钟常用的32.768KHZ。用户所选用的理想工作频率，是可以确定其晶体器件的性能和特征的。2，晶振封装 在不知道完整型号的情况下，除了标称频率，晶振封装也是一个比较重要的参数，例如我们熟知的SMD2016，SMD2520，SMD3225等，他们的封装尺寸是由长*宽来表示的，且是国际统一尺寸封装，不同品牌间的封装也是可以相互替代的。例如爱普生晶振TSX-3225（SMD3225）可以替代KDS晶振的DSX321G（SMD3225）3，调整频差 调整频差是指在基准温度下，工作频率相对于标称频率的最大允许偏差。它一般以ppm（百万分之一）的单位表示，用来表达频率的偏差程度。一些对精度要求高的产品，往往会选择那些老牌知名晶振厂商，像日本的京瓷晶振，台系的TXC晶振，美国的ABRACON晶振等4，温度频差

(资料图片)

温度频差是指在整个温度范围内，工作频率相对于基准温度时的工作频率允许偏差。也是以ppm为单位进行表示。温度的变化会对晶体元件的频率产生一定的影响，温度频差用来刻画这种影响程度。比如一些车企厂商，他们对晶振的工作温度都比较严苛，通常车规标准是-40/125℃，如果所选用的晶振不满足这个条件，那么就会超出他的温度频差，最终会导致产品性能不稳定，若要推荐一个适用于车规产品的晶振品牌，NDK晶振是广瑞泰必须推荐的一个厂商。

5，老化率

老化率是指在规定条件下，由于时间的推移，晶体元件频率发生漂移。这个指标对于精密晶体元件来说是必要的，但并没有明确的试验条件。通过对所有产品进行计划抽验进行连续监督，一些晶体元件可能会比规定的水平要差，这是允许的。解决老化问题最好的方法是通过供应商和用户之间的密切协商。

6，谐振电阻(Rr)

谐振电阻是指晶体元件在谐振频率处的等效电阻。当不考虑C0的作用时，谐振电阻也可以近似等于晶体的动态电阻R1，或者称为等效串联电阻(ESR)。谐振电阻控制着晶体元件的品质因数，同时也决定了应用电路中晶体振荡的电平，从而影响晶体的稳定性及是否能够产生理想的振荡。因此，谐振电阻是晶体元件一个重要的指标参数。一般来说，对于给定的频率，所选用的晶体封装越小，谐振电阻的平均值可能会越高。大多数情况下，无法提前预测具体某个晶体元件的电阻值，只能确保电阻低于规范中规定的最大值。

7，负载谐振电阻(RL)

负载谐振电阻是指晶体元件在负载谐振频率处与规定外部电容串联时的电阻。对于一个给定的晶体元件，其负载谐振电阻的值取决于与该元件一起工作的负载电容值。在负载电容串联之后，谐振电阻总是大于晶体元件本身的谐振电阻。

8，负载电容(CL)

负载电容是与晶体元件共同决定负载谐振频率的有效外部电容。晶体元件规范中的负载电容是一个测试条件，也是一个使用条件。用户可以在具体使用时根据情况适当调整这个值，以微调实际工作频率。换句话说，负载电容可以用来调整晶体的频率公差。然而，如果负载电容没有合适的值，将会对振荡电路产生负面影响。通常情况下，负载电容的可选值包括10pF、15pF、20pF、30pF、50pF和∝等。当负载电容标记为∝时，表示在串联谐振型电路中应用，不需要额外的负载电容，此时工作频率就是晶体的谐振频率。用户应当注意，对于某些晶体（包括非封装的振子应用），在某一特定生产规范下的负载电容（特别是小负载电容）时，电路实际电容的偏差在±0.5pF范围内就会产生±10×10-6的频率误差。因此，负载电容是一个非常重要的订货规范指标。

9，静态电容(C0)

静态电容是等效电路中的静态分量电容，它的大小主要取决于电极面积、晶片厚度和晶片加工工艺。

10，动态电容(C1)

动态电容是等效电路中的动态分量电容。它的大小主要取决于电极面积，同时也与晶片的平行度和微调量大小有关。

11， 动态电感(L1)

动态电感是等效电路中的动态分量电感。动态电感和动态电容是一对相关的量，它们共同影响晶体元件的性能和工作稳定性。4.11 谐振频率(Fr)

谐振频率(Fr)是指在特定条件下，晶体元件的电气阻抗为电阻性时的两个频率中较低的一个频率。根据等效电路，当不考虑C0的作用时，Fr主要由C1和L1决定，它近似等于所谓串联谐振频率(Fs)。

Fr是晶体的自然谐振频率，它在高稳晶振的设计中起到重要作用，主要是用来稳定晶振工作于标称频率，并确定频率调整范围以及设置频率微调装置等设计要求。

12， 负载谐振频率(FL)

负载谐振频率(FL)是指在特定条件下，晶体元件与一负载电容串联或并联时的组合阻抗呈现为电阻性的两个频率中的一个频率。

当负载电容与晶体元件串联时，FL是两个频率中较低的那个频率；当负载电容与晶体元件并联时，FL则是其中较高的那个频率。

对于给定的负载电容值(CL)，在实际效果上，这两个频率是相同的。FL是晶体元件在电路中表现出来的实际频率，也是厂商为满足用户对产品符合标称频率要求的测试指标参数。

13， 品质因数(Q)

品质因数(Q)又称机械Q值，是谐振器性能好坏的重要参数，它与L1和C1有以下关系：

Q=wL1/R1=1/wR1C1

其中，w是角频率，R1是谐振器的电阻，L1是谐振器的电感，C1是谐振器的电容。

根据上述关系式，当R1越大时，Q值越低，谐振器的功率耗散越大，并且会导致频率不稳定。相反，Q值越高，频率越稳定。

14， 激励电平(Level of drive)

激励电平是衡量施加在晶体元件上的激励条件的量度，通过耗散功率来表示。

所有晶体元件的频率和电阻在一定程度上都会随着激励电平的变化而变化，这种现象被称为激励电平相关性(DLD)。

因此，订货规范中的激励电平必须与晶体元件实际应用电路中的激励电平相一致。

由于晶体元件固有的激励电平相关性特性，用户在振荡电路设计和晶体使用时，必须注意和保证不会出现激励电平过低导致起振不良或过度激励导致频率异常的现象。

15， 激励电平相关性(DLD)

激励电平相关性(DLD)是由于压电效应而产生的，它在激励电平强迫谐振子产生机械振荡的过程中起作用。

在这个过程中，加速度功会转化为动能和弹性能，而功耗则会转化为热能。石英谐振子的内部和外部摩擦会导致功耗的转换发生。

摩擦损耗与振动质点的速度有关，当振荡不再是线性的或当石英振子内部或其表面以及安装点的拉伸、应变、位移或加速度达到临界值时，摩擦损耗会增加，并导致频率和电阻的变化。

别看晶振参数密密麻麻的有这么多，但在选型过程中，最重要的参数莫过于调整频差，即频率偏差。但这样说也不准确，因为频率频差的大小最终也是会影响晶振的中心频率，所以晶振的中心频率准不准也是很重要的。我们可以这样理解，晶振的负载电容匹配值会决定晶振的频差大小，频差大小会影响晶振的中心频率，一系列参数都是环环相扣。

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