上一篇文章， 我們講了“晶體和晶振不是一個東西”， 這個硬體工程師最大的誤區。 這次我們詳細講一講晶體和晶振設計時， 需要注意的一些參數。 尤其在智慧硬體設計中， 需要注意哪些， 不需要注意哪些。
上文連結在此：晶體、晶振， 別在傻傻分不清楚了
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XTAL：Crystal， 普通晶體， 通常被大家叫做“無源晶振”。 兩個腳的一定是晶體， 四個腳的有可能是。
XO： Crystal Oscillator， 普通的晶振， 通常被叫做“有源晶振”， 通常是3-4個腳。 4個腳的外觀看起來和晶體是一樣的。
TCXO ：Temperature Compensate Crystal Oscillator， 溫度補償晶振， 簡稱“溫補晶振”。 晶體的震盪頻率是會隨著溫度的變化而變化的， 加了溫度補償電路後， 輸出時鐘精度更準確。
VCXO ：Voltage Controlled Crystal Oscillator， 電壓控制的晶振， 簡稱“壓控晶振”， 通過外部電壓調整晶振輸出的頻率， 通常用於射頻電路。
VC-TCXO：既有壓控、又有溫度補償的晶振。 壓控溫補晶振。 用於射頻電路上。
OCXO：Oven Controlled Crystal Oscillator， 恒溫晶振。 不需要像TCXO那樣做溫度補償了， 因為晶振本身就被包裹在一個恒溫腔體中。 通常用於儀器設備等需要超高精度的時鐘源的地方。 普通消費電子設備中幾乎沒有用到的。
時鐘頻率晶體的唯一作用， 就是用來產生時鐘頻率。
看一個晶體， 首先就要看它是什麼頻率的。
常用頻率有32KHz和xxMHz。
32K很有特色
32KHz計時晶體
32k晶體， 主要用於即時時鐘（RTC）， 就是咱們的年月日時分秒。 嚴格來講是32768Hz， 很精確的一個數值。
32768是怎麼來的？為什麼是這麼奇怪的一個數值呢？換算成2進制就一點都不奇怪了：32768=215， 換算成2進制是1000 0000 0000 0000。 是電腦中的整數。
RTC晶片按照32K的頻率計數， 記了32768次， 就是一秒鐘。
現在大家再來看“石英表”、“石英鐘”， 就明白這個“石英”是什麼意思了吧？利用“石英晶體”來計算時間的表和鐘。 這個石英晶體， 就是上面講的32.768KHz的晶體。
xxMHz CPU和射頻晶體
其他的MHz級別的晶體， 主要是給系統時鐘使用。 可以簡單的理解為“時鐘跳一下， 系統動一下”。
例如8MHz、12MHz、24MHz、26MHz、32MHz等， 大多是整數。 也有19.2MHz、37.4MHz等不是整數的晶體。
你想要任何頻率的晶體， 廠家都做的出來。 反正就是把石英晶體切片嘛， 大小厚薄都可以隨意定制。 只是平時使用的時候， 大家都採用標準品， 只有特殊領域才會去定制特殊頻率的晶體。
另外， 通常晶體的頻率不會做的太高，
手機和電腦的CPU， 動輒GHz的運算頻率， 是怎麼來的呢？是通過倍頻電路得到的， 把晶體產生的基礎頻率加倍上去， 讓主時鐘跳一下， 產生幾十個CPU時鐘， 然後CPU再根據這個倍頻後的時鐘來運行。 “時鐘跳一下， 系統動幾下”。
溫補晶振
xxMHz晶體，還會給射頻使用。咱們用的2.4GHz和5.8GHz的WIFI、900MHz的GSM通話、433MHz的遙控器，這些高頻的射頻信號，也是通過主時鐘的倍頻產生的。
射頻信號對時鐘的精確度要求非常高，一般都是採用溫補晶振。整體頻段比較寬的系統，尤其是手機射頻這樣的從700MHz到2.6GHz的寬頻射頻系統，很多時候還需要用壓控晶振，產生可以變的基礎電壓。（VC-TCXO）
至於電腦CPU，快點慢點差別不大，都能工作，所以一般不會採用高精度的或者帶溫度補償的晶振。
其他參數：
晶體和晶振的常見使用方法
正常使用的時候，對於晶體需要考慮負載電容。對於晶振沒啥好考慮的，直接拿來用就行了。
這裡並不是說誤差、溫飄、壽命這些不重要，而是說對於非射頻類的系統，尤其是MCU類小系統，誤差大一點沒什麼關係，不會對系統運行有什麼影響。
哪怕是小廠出產的晶體，也不會做的誤差太大的，不然早就倒閉了。
某晶體的規格書，使用的時候只需要注意頻率和負載電容即可。
誤差
誤差的單位是ppm，百萬分之一。通常晶體和晶振的誤差，頂多也就是±30ppm。其實對數位系統工作的影響，還不如走線寄生電容來的大呢。
對於溫補晶振和壓控晶振，涉及到射頻信號指標的，最好選擇射頻IC廠家 批量驗證過的晶振，而不是自己隨便挑一個差不多的。雖然差不多的也能用，但是量產可靠性不敢保證。
負載電容
晶振不需要負載電容（都在晶振裡面，不需要外加），晶體需要外加負載電容。（如上圖的2個8.2pF）
有些處理器晶片把負載電容加到了晶片內部了，可以不用外加，但是選擇晶體的時候需要和內部的負載電容對應上。
在晶體的PCB Layout中，需要把電晶體腳下面的1層或者2層挖開，不走線不鋪銅，目的就是減小引腳產生的寄生電容，確保晶體的負載電容的準確性。
如果負載電容不准，晶體就會有頻偏。對於帶射頻的系統一定要注意時鐘準確性，例如藍牙、WIFI、2G、4G等，頻偏過大就很容易斷連或者無法通信。
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至於電腦CPU，快點慢點差別不大，都能工作，所以一般不會採用高精度的或者帶溫度補償的晶振。
其他參數：
晶體和晶振的常見使用方法
正常使用的時候，對於晶體需要考慮負載電容。對於晶振沒啥好考慮的，直接拿來用就行了。
這裡並不是說誤差、溫飄、壽命這些不重要，而是說對於非射頻類的系統，尤其是MCU類小系統，誤差大一點沒什麼關係，不會對系統運行有什麼影響。
哪怕是小廠出產的晶體，也不會做的誤差太大的，不然早就倒閉了。
某晶體的規格書，使用的時候只需要注意頻率和負載電容即可。
誤差
誤差的單位是ppm，百萬分之一。通常晶體和晶振的誤差，頂多也就是±30ppm。其實對數位系統工作的影響，還不如走線寄生電容來的大呢。
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負載電容
晶振不需要負載電容（都在晶振裡面，不需要外加），晶體需要外加負載電容。（如上圖的2個8.2pF）
有些處理器晶片把負載電容加到了晶片內部了，可以不用外加，但是選擇晶體的時候需要和內部的負載電容對應上。
在晶體的PCB Layout中，需要把電晶體腳下面的1層或者2層挖開，不走線不鋪銅，目的就是減小引腳產生的寄生電容，確保晶體的負載電容的準確性。
如果負載電容不准，晶體就會有頻偏。對於帶射頻的系統一定要注意時鐘準確性，例如藍牙、WIFI、2G、4G等，頻偏過大就很容易斷連或者無法通信。
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