“PCB設(shè)計(jì)工程師”拍了拍你：要了解晶振的知識

首先我們要知道什么是晶振，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(簡稱為晶片)，石英晶體諧振器，簡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。

晶振是電子電路中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)于晶振的知識我們一定要掌握噢~

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，自身無法振蕩起來，所以“無源晶振”這個(gè)說法并不準(zhǔn)確。

無源晶振信號質(zhì)量較差，通常需要精確匹配外圍電路(用于信號匹配的電容、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)鐘信號輸出)、NC(空腳)。

有源晶振不需要CPU的內(nèi)部振蕩器，信號穩(wěn)定，質(zhì)量較好，而且連接方式比較簡單(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，工作率不穩(wěn)定會造成相關(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，普通的晶振頻率精度可達(dá)百萬分之五十，高級的精度更高。

晶振的另一個(gè)作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號。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：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

以上就是對晶振的介紹了，你了解了嗎？