引言

晶体谐振器不仅具有频率、尺寸等基本参数，还包含负载电容、频率容许偏差、频率温度特性、等效串联电阻等多种规格参数。

因此，不少工程师可能会有这样的疑问：”只要频率相同，任何晶体谐振器都可以使用吗？”“应该重点查看数据手册中的哪些项目？”

晶体谐振器是一种与振荡电路配合使用的被动元件。为了实现稳定振荡，不仅要满足所需频率，还必须选择与所使用的 IC、振荡电路以及实际使用环境相匹配的产品。

本文将通俗易懂地介绍在选择晶体谐振器时需要重点确认的主要项目。

选择晶体谐振器时需要确认的要点

选择晶体谐振器时，通常需要确认以下规格项目：

综合考虑这些条件，并根据应用需求及振荡电路条件选择合适的晶体谐振器非常重要。下面将分别详细说明。

1. 确认所需的”公称频率”

在选择晶体谐振器时，首先需要确认的是”公称频率”。

公称频率是指晶体谐振器标称的频率值。

在电子设备中，为了使 IC、通信系统等按照正确的时序运行，需要根据应用需求选定相应的基准频率。

例如，当 IC 数据手册中指定了所需频率时，应选择满足该频率条件的晶体谐振器。

但需要注意的是，并不是”所需频率与晶体谐振器的公称频率一致”就一定可以直接使用。

实际振荡频率不仅受晶体谐振器本身影响，也会受到配套振荡电路条件的影响。因此，除了频率之外，还需要同时确认后续介绍的负载电容等参数。

2. 根据振荡电路确认”负载电容（CL）”

在晶体谐振器选型时，一个非常重要的参数是”负载电容（CL：Load Capacitance）”。

负载电容是指晶体谐振器在振荡电路中工作时所对应的规定电容值。

由于振荡电路的实际振荡频率会受到负载电容影响，因此必须选择符合振荡电路条件的负载电容规格。

在典型振荡电路中，晶体谐振器通常会搭配外部电容一起使用，以调整振荡频率。但需要注意的是，负载电容并不仅仅由外接电容决定。PCB 线路产生的寄生电容、IC 内部电容等因素也会对其产生影响。

因此，在选择晶体谐振器时，应仔细确认所使用 IC 的数据手册及电路结构，并选择适合振荡电路条件的负载电容规格。

3. 根据所需精度确认”频率容许偏差”

接下来需要关注的参数是”频率容许偏差”。

频率容许偏差表示晶体谐振器实际频率允许偏离公称频率的范围。通常以 ppm（parts per million）为单位表示，其中 1 ppm 表示百万分之一。

例如，对于公称频率为 20 MHz、频率容许偏差为 ±20 ppm 的晶体谐振器：20 MHz × 20 ppm = 400 Hz。因此，其允许频率范围为 19.9996 MHz ～ 20.0004 MHz。

不同电子设备及通信标准对频率精度的要求不同。

因此，在选型时，需要首先确认系统允许的频率误差范围，再选择满足要求的频率容许偏差规格。

4. 根据使用环境确认”频率温度特性”和”工作温度范围”

晶体谐振器的频率会随着环境温度变化而产生微小变化。描述这种频率随温度变化规律的参数称为”频率温度特性”。而”工作温度范围”则表示晶体谐振器在保证规定性能条件下能够正常工作的温度范围。

例如，汽车设备、航天设备与 PC、家用路由器等设备所要求的工作温度条件明显不同。

因此，在选择晶体谐振器时，不仅要确认产品是否满足实际使用环境的温度范围，还需要确认在该温度范围内的频率变化是否符合要求。

5. 为实现稳定振荡确认”等效串联电阻（ESR）”

为了确保晶体谐振器能够稳定振荡，需要确认的重要参数之一是”等效串联电阻（ESR：Equivalent Series Resistance）”。

ESR 可理解为晶体谐振器振动难易程度所对应的电阻值。

ESR 越大，振荡电路就需要具备越强的驱动能力来启动和维持振荡。

因此，在选型时不能只看 ESR 数值本身，更重要的是确认与目标振荡电路配合时是否能够稳定振荡。

由于 ESR 会随着产品尺寸、频率等的不同而变化，因此应结合实际振荡电路进行综合评估。

6. 确认”尺寸与安装条件”

随着电子设备不断小型化，对晶体谐振器的小型化需求也越来越高。

晶体谐振器具有各种不同封装尺寸，需要根据 PCB 的可用空间进行选择。

但并不是单纯地选择小尺寸产品就好。

即使频率相同，不同尺寸产品的电气特性也可能有所区别。

因此，在选型时需要综合考虑：

• PCB 安装空间
• 所需频率
• 电气特性
• 使用温度环境
• 与振荡电路的匹配情况

此外，还应参考各产品推荐的焊接及安装条件。

安装条件

7. 确定晶体谐振器后还需要确认”振荡电路”

根据上述规格选定候选晶体谐振器后，还需要确认实际使用的振荡电路。

晶体谐振器本身并不会单独振荡，而是与 IC 等构成的振荡电路配套使用。因此，不仅需要考虑晶体谐振器规格，还需要综合考虑 IC 及电路条件。

设计振荡电路

在设计振荡电路时，需要根据晶体谐振器的频率、负载电容、ESR 等参数来选择合适的电路结构。

NDK 公开提供了推荐的振荡电路参考设计，涵盖不同频率范围和振荡模式。

使用晶体谐振器时推荐的振荡电路参考设计（Reference Design）

确认与实际振荡电路的匹配性

参考设计可为振荡电路的设计与评估提供依据，但在实际产品中，由于 IC 型号、电路常数以及 PCB 布局的不同，振荡特性也可能发生变化。

因此，最终仍需在实际电路中验证与晶体谐振器的匹配性。

NDK 提供可验证客户电路与晶体谐振器组合的”电路评估服务”。

如果您在振荡电路匹配或晶体谐振器选型方面遇到问题，欢迎使用该服务。

NDK 电路评估服务（实现稳定振荡）

根据所使用的 IC 查找适合的晶体谐振器

若已确定所使用的 IC，也应确认其与晶体谐振器的匹配情况。

NDK 提供”IC 匹配信息”，可根据 IC 厂商及型号查询推荐的晶体谐振器。

选择适合所使用 IC 的晶体谐振器时，请参考此信息。

IC 匹配信息

8. 选择晶体谐振器时的确认清单

最后，对主要确认项目进行整理：

1. 所需公称频率是多少？

确认 IC 或系统所需频率。

2. 适合振荡电路的负载电容（CL）是多少？

除外接电容外，还需考虑 IC 内部电容及寄生电容。

3. 所需频率精度是多少？

根据系统要求确认频率容许偏差。

4. 使用环境温度是多少？

确认工作温度范围及该范围内的频率温度特性。

5. 是否满足稳定振荡条件？

确认 ESR 等产品规格。

6. 尺寸及安装条件是否合适？

不仅要考虑安装空间，也要兼顾电气性能和安装要求。

在选定候选晶体谐振器后，还需要： 设计振荡电路，并确认与实际振荡电路的匹配性。

总结

在选择晶体谐振器时，不仅需要确认公称频率和尺寸，还需要综合考虑负载电容、频率容许偏差、频率温度特性、工作温度范围、等效串联电阻（ESR）等多项规格。

合理的选型流程应为：

通过选择适合应用需求和电路条件的晶体谐振器，并验证与实际振荡电路的匹配情况，能够帮助电子设备实现长期稳定可靠的运行。

查找 NDK 晶振

如果您希望根据条件查找晶振产品，请使用以下参数搜索功能。

NDK 晶体器件产品

如果您想进一步了解晶振产品，请参阅以下产品信息。

关于晶振选型的咨询

如果您在晶振选型或振荡电路设计方面遇到问题，欢迎随时联系我们。