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FAE工程师简单3步教你如何选择合适的晶振

时间:2018/7/19 15:05:12

晶体是指从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片,在封装内部加上IC,就构成了晶体振荡器。晶体跟我们电子产品的时间有关,晶振就好比电子设备的钟表,让CPU有了时间的感知。晶振虽小,但是一个非常关键的器件。

 

作为一个工程师如何选择合适晶体器件呢?

简单三步教你如何选择合适的晶振

一个好的设计,选型是一个工程师的必修课程。我们都知道,在设计初期,器件的选择是非常重要的,它直接影响产品的设计品质和周期。如果选择得合适的话,你设计产品的过程中遇见的麻烦就越少,成本就越低,项目进度就越快。那今天我们说说如何选择合适的晶振。

我们分为几个步骤:

1、确定晶体类型

2、选择晶体参数

3、确认供货情况

 
 
 

 

1、根据自己的应用,选择晶体类别

 

目前很多工程师对晶体不是特别熟悉,晶体分为有源晶体(晶振),和无源晶体(晶体振荡器)的类别区分。

 

第一步就是要确定自己用的是有源还是无源。

 

无源和有源有哪些区别呢,其实很简单。有源就是有单独供电端口。无源就是没有单独供电端口。如下图:

 

无源晶振电路图
有源晶振电路图
 

比如:很多设计都是沿用之前的设计图纸。看原理图,确认先前设计用的是哪种类型晶体。无源晶体外围有两个负载电容是个很明显的标志,有源晶体有个VCC供电端。很容易区分出来。有供电的一定要用有源晶体。

 

A

 根据对晶体要求来说

 

对晶体整体要求比较高的,比如产品更新率低,相位噪声好,全温范围内的频偏低等,对温度要求比较高。这时就要用有源晶体。比如爱普生的普通有源晶体SG系列,SG-210STF,SG7050等,温度补偿晶体TG2520,TG-5006等,或是实时时钟模块RTC。

 

对晶体要求不大,比如产品更新快,设计周期短,精度要求不高,只对室温下精度有要求,这时一般选用无源晶体。比如爱普生的FC-135,FA-12M,FA-238等。

 

2、确定晶体参数

 

确定完晶体选择的类型,我们根据是无源晶体或是有源晶体,来进一步确定要选的参数。

 

无源晶体

无源晶体确认如下几个参数:频率精度,负载电容,工作温度,尺寸,全温范围内的频偏要求。

 

我们举一个例子:

FAE参与的一个智能手表项目,项目要求时钟精度高,频率是32.968KHz,有网络校准功能。

 

我们分析一下项目,智能手表,属于消费类,更新比较快,功耗越低越好,尺寸越小越好。精度要求高,但是可以网络校准更新时间。而且智能手表由于戴在手上,也就工作在5~40度之间,对温度要求不高。经过分析我们发现用小尺寸的无源晶体性价比更高。

 

 

那怎么把分析的内容解读成参数呢?尺寸小,选个小尺寸的。精度要求有网络矫正,所以精度一般就行。功耗低,用小pf负载电容的晶体功耗会比较低。

 

晶体会随着温度变化,频率也会发生改变,但是手表是带在手上的,所以影响非常小,而且频率偏了,还有连接手机时也能矫正回来。

 

综上我们就选一个,封装小,小负载电容,频率精度一般,工作温度范围消费类级别的就可以。

 

3、最后跟厂家沟通,

选择一个供货最好,价格合理的产品即可

 

还是上述的智能手表项目的需求,经过和厂家沟通,了解到FC-12M和FC-12D目前供货都合适, 只不过FC-12D价格稍微高一点,但是更薄一点。最后经过项目组讨论,最终选了FC-12D 7pf 20ppm -20~75度的晶体。

 

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