晶振知识小结（晶振电路设计）
1 什么是晶振
晶振一般指石英晶体振荡器，也叫晶体振荡器
晶体振荡器是指从一块石英晶体上按照一定的方位角切下来的薄片（晶片），是时钟电路中最重要的部件
2 晶振的作用
提供基本的时钟信号：通常情况下，一个系统都会共用一个晶振，这样主要是为了方便每个部分能够保持同步一致。比如有些通讯系统的基频以及射频使用不同的晶振，通过电子来调整频率保证同步
提供系统所需时钟频率：晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供
3 晶振的原理
3.1 压电效应
若在石英晶体的两个电极上加上一电场，晶片就会产生机械变形。反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应
晶振是利用石英晶体的压电效应制成的一种谐振器件，在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振
4 晶振的分类
4.1 按材质分类
4.1.1 石英晶振
石英晶振就是用石英材料做成的石英晶体谐振器，俗称晶振。尽管石英晶振的应用已有几十年的历史，但因其具有频率稳定度高这一特点，故在电子技术领域中一直占有重要的地位
特点：
起振时间长，通电后较长时间才会起振，毫秒级
压电体构成，无内置电容
精度高
4.1.2 陶瓷晶振
陶瓷晶振是根据他内部的芯片采用的“压电陶瓷芯片材料”而得名的
特点：
起振时间短，通电立马起振，纳秒级
有压电体和内置电容构成，
精度低
4.2 按属性分类
这里的“源”是指 振荡器oscillator
4.2.1 无源晶振
无源晶振是有2个引脚的无极性元件，需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来；
无源晶振需要用DSP片内的振荡器，在datasheet上有建议的连接方法。无源晶振没有电压的问题，信号电平是可变的，也就是说是根据起振电路来决定的，同样的晶振可以适用于多种电压，可用于多种不同时钟信号电压要求的DSP
无源晶振信号质量较差，通常需要精确匹配外围电路（用于信号匹配的电容、电感、电阻等），如下图：
这两个电容一般称为“匹配电容”或者“负载电容”、“谐振电容”；晶振电路中加这两个电容是为了满足谐振条件。一般外接电容，是为了使晶振两端的等效电容等于或接近负载电容。只有连接合适的电容才能满足晶振的起振要求，晶振才能正常工作。
负载电容的值由如下公式计算：
其中CL为晶振的负载电容值，可通过查询晶振的数据手册获得，CS表示PCB板的寄生电容，一般为3~5pF；一般情况下，增大负载电容的值会使振荡频率下降，减小负载电容的值，会使振荡频率上升
4.2.2 有源晶振
有源晶振有4只引脚，是一个完整的振荡器，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件
有源晶振通常的用法：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。有源晶振不需要CPU的内部振荡器，连接方式相对简单（主要是做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需要复杂的配置电路。相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差