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前段時間，有小伙伴多次提到晶體匹配電容的相關問題。看來大家對這方面疑惑比較大，今天就和大家聊聊這塊內容。

1、一道面試題

照例，先拋出來一道面試題：“晶體在使用過程中需要注意哪些點？”。

這個問題是個開放性問題，只說了晶體的使用過程，但沒有特別明確是哪個環節，那可以切入的點就比較多，非常考驗被面試者的硬件基本功。

2、晶體與晶振區別

要回答上面的問題，首先得搞清楚面試官問的對象是啥。如下面截圖，小伙伴問：為什么晶振的兩個引腳波形會不一樣？并放了兩個波形。這說明這位小伙伴對晶體晶振分不清楚。

面試官問的是晶體，如果你對晶振一通解釋，結果可想而知：回答的越多，暴露的弱點越多。

其實，晶體與晶振的區別非常明顯。

①晶體，一般指無源晶體，英文：Crystal，需要接兩顆匹配電容才可起振，無需額外供電源；晶體的另外兩個引腳是GND；

②晶振，一般指有源晶振，英文：Oscillctor，直接供電就會有時鐘信號輸出，無需專門的匹配電容。晶振只有一個輸出端口OUT，另外三個引腳一般是VDD/OE/GND。

如上圖所示，晶體和晶振的引腳定義與分布也有非常明顯的區別。所以，上面小伙伴講晶振的兩個引腳輸出波形不一樣，是不對的。這個應該是無源晶體。

上一小節明確了晶體與晶振的區別。現在說說晶體的工作原理。

你可能以為我要講皮爾斯電路、反饋、閉環增益、限流電阻等等這些百度上一搜一堆的知識點。其實，這些內容網上都有標準的解釋，我再轉述一遍沒什么意思，也不符合我的調性。再者，純理論的東西，我不確定對屏幕前的你是否有實際幫助。

所以，我覺得把這“晶體的工作原理”當做課后作業，留給小伙伴自行檢索學習。我們來聊聊更實用的東西。

要了解晶體實用過程中的注意事項，肯定是繞不過晶體的關鍵參數。不曉得屏幕前面的你，是否真正研讀過晶體的Datasheet。下面是TXC某晶體的規格書截圖。

來來來，咱們一起捋一捋。

①Frequency Range：頻率范圍，就是晶體的工作頻率。

②Frequency Tolerance(at 25℃)：環溫25度時的頻率容差，其實就是頻偏范圍，單位一般是ppm；

③Frequency Stability Over Temperature：頻率溫度穩定性，指的是晶振的輸出頻率隨溫度變化的偏移量；

④Operating Temperature Range：工作溫度范圍；

⑤Shunt Capacitance(C0)：靜態電容；

⑥Drive Level：激勵功率；

⑦Load Capacitance：負載電容；

⑧Aging(at 25℃)：老化率，隨著使用年限增加，頻率偏移量也隨之增加；

⑨Storage Temperature Range：存儲溫度范圍；

⑩ESR：等效電阻，也是諧振頻率處的電阻；

上面規格書給出了該晶體的10個參數，不曉得你對這10個參數有沒有疑問。

我先拋磚引玉提幾個問題：

Q1：為什么上面規格書給的是頻率范圍，晶體工作頻率不應該是具體的頻率么？

A1：因為這是一個系列的規格書簡介，所以頻率給的是整個系列的工作范圍。如涉及具體某一顆晶體，這里第一個參數應該是Nominal Frequency；

Q2：Frequency Tolerance 頻偏是如何計算出來的？

A2：好問題！頻偏實際是一個比值，是相對標稱頻率的偏差量與標稱頻率的比值，單位ppm；

Q3：Load Capacitance負載電容CL干什么使的？

A3：負載電容是并聯在晶體引腳兩端的外部電路的等效電容總和。這個負載電容用于計算晶體需要端接的匹配電容。只有匹配電容合適，才能保證晶體的振蕩頻率在標稱頻率附近的誤差范圍內。如果實際的負載電容CL不符合晶體要求，那很可能會導致頻偏嚴重或者不起振。

……

這里面隱藏的知識點還有很多。你肯定還有其他問題，歡迎在留言區寫出你的疑問。

怎么樣？一個簡短的問題，給出的回答可淺可深。我的助攻只能到這里，能否晉升到陸地神仙境，一劍開天門，就看你的造化了！

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