一、 核心電氣參數(shù)

這是選型的重中之重，直接決定了晶振能否在電路中正常工作。

1.  頻率 (Frequency)

    這是最基礎的參數(shù)，根據(jù)主芯片（如MCU、CPU、FPGA）的要求選擇，例如 8MHz, 12MHz, 25MHz, 32.768kHz 等。

    注意：核心處理器的主頻通常是基于外部晶振頻率通過內部PLL倍頻得到的。

2.  頻率精度和穩(wěn)定性 (Frequency Accuracy & Stability)

    精度：指在常溫（25°C）下，頻率與標稱值的偏差。通常以 **ppm** (百萬分之一) 表示。例如 ±10ppm, ±20ppm。

    穩(wěn)定性：指在整個工作溫度范圍內，頻率相對于常溫下的最大偏差。這是更關鍵的參數(shù)。

    如何選：

       對于普通單片機定時，±30ppm 或 ±50ppm 通常足夠。

       對于USB通信，要求<±500ppm（USB 2.0標準）。

       對于以太網(wǎng)（Ethernet），要求<±50ppm。

       對于無線通信（Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee），要求極高，通常需要<±10ppm 甚至 <±5ppm 的高精度晶振。

3.  負載電容 (Load Capacitance - CL)

    這是無源晶振最關鍵也是最容易出錯的參數(shù)！

    無源晶振需要外部匹配電容（通常為兩個，接在晶振兩端到地）才能起振。晶振的負載電容值必須與振蕩電路的負載電容設計值匹配。

    匹配公式：C_load ≈ (C1 * C2) / (C1 + C2) + C_stray

        C1, C2 是外接的匹配電容。

        C_stray 是PCB上的分布電容，通常估算為2~5pF。

    如何選：首先查看你的主芯片數(shù)據(jù)手冊，它會推薦一個負載電容值（常見的有 12pF, 18pF, 20pF）。然后選擇對應負載電容的晶振。如果晶振的CL是20pF，而你芯片電路按12pF設計，會導致頻率嚴重偏移。

4.  等效串聯(lián)電阻 (ESR - Equivalent Series Resistance)

    晶振內部振子自身的電阻值。ESR越小，晶振越容易起振。

    需要確保晶振的ESR值小于芯片振蕩器所能提供的驅動增益（驅動能力）。如果ESR過大，可能導致啟動困難、不起振或工作不穩(wěn)定。

    芯片數(shù)據(jù)手冊通常會給出其振蕩電路所能支持的最大ESR值。

5.  激勵功率 (Drive Level)

    指晶振工作時所消耗的功率。晶振有一個最大激勵功率的限制。

    需要確保芯片振蕩電路輸出的驅動功率小于晶振的最大額定激勵功率。過驅動會導致晶振過早老化、頻率漂移甚至損壞。

    通常通過串聯(lián)一個反饋電阻（Ri）來限制驅動功率。

二、 物理與環(huán)境參數(shù)

1.  封裝 (Package)

    根據(jù)PCB空間和工藝選擇。主要分為直插（DIP）和貼片（SMD）。

    貼片封裝是主流，常見尺寸有：

      大尺寸： HC-49S

      中尺寸： 3225 (3.2mm x 2.5mm), 5032 (5.0mm x 3.2mm)

      小尺寸： 2520 (2.5mm x 2.0mm), 2016 (2.0mm x 1.6mm) — 尺寸越小，價格通常越高，對PCB布局和布線要求也越高。

2.  工作溫度范圍 (Operating Temperature Range)

    根據(jù)產品應用環(huán)境選擇。

    商業(yè)級： 0°C ~ +70°C

    工業(yè)級： -40°C ~ +85°C（最常見）

    汽車級： -40°C ~ +125°C（要求更嚴苛）

    軍工級： -55°C ~ +125°C

三、 應用相關參數(shù)

1.  有源 vs 無源

    無源晶振 (Crystal)

     需要芯片內部的振蕩電路配合才能工作。需要匹配外部電容。

     優(yōu)點：成本低，電路簡單（但設計有講究）。

     缺點：精度和穩(wěn)定性相對較差，啟動時間稍慢。

     適用于：對成本敏感的大量消費電子產品。

    有源晶振 (Oscillator / XO)

       是一個完整振蕩器，內部集成了晶振和振蕩電路。輸出方波時鐘信號。

       優(yōu)點：信號質量好，穩(wěn)定性高，驅動能力強，無需設計匹配電路，即插即用。

       缺點：成本高，功耗通常更大，需要電源。

       適用于：高速接口、射頻模塊、對時序要求苛刻的場合。

2.  輸出波形 (Output Waveform)

    僅針對有源晶振。

    CMOS：最常見，電壓擺幅大，適用于板內時鐘驅動。

    LVDS：低壓差分信號，抗干擾能力強，適用于高速長距離傳輸。

    HCSL：另一種差分輸出，常用于PCIe等高速接口。

    clipped Sine Wave：正弦波，電磁干擾（EMI）小。

3.  電源電壓 (Supply Voltage)

   僅針對有源晶振。必須與系統(tǒng)的電源電壓匹配，如 1.8V, 2.5V, 3.3V, 5V。

4. 啟動時間 (Start-up Time)

    晶振從上電到輸出穩(wěn)定時鐘所需的時間。

    無源晶振啟動較慢（可能幾毫秒到幾十毫秒），有源晶振較快。

    對需要快速啟動的低功耗設備（如物聯(lián)網(wǎng)傳感器）很重要。

四、 供應鏈與成本

1.  品牌與質量

    選擇知名品牌（如 NDK, Epson, TXC, Kyocera, Murata, Abracon）通常質量和穩(wěn)定性更有保障。

    對于消費類產品，臺系和國產品牌（如TXC, Hosonic）性價比很高。

2.  供貨與生命周期

    確認型號是否長期供貨、是否有停產風險。避免選擇即將停產的型號。

    對于產品生命周期長的工業(yè)或醫(yī)療產品，這一點至關重要。

3.  成本

    在滿足所有技術要求的的前提下，選擇性價比最高的型號。

選型總結與建議流程

1.  查閱核心芯片（MCU/SoC/PHY）的數(shù)據(jù)手冊，找到其對晶振的要求章節(jié)（通常叫 `Crystal Oscillator (OSC)``或 ``Clock Requirements`），確定：

    首選頻率、負載電容（CL） 推薦值、最大ESR、最大驅動電平、建議的匹配電容值。

2.  確定應用場景：是否需要高精度（無線通信）？工作環(huán)境溫度如何？空間限制？

3.  選擇無源還是有源：大部分情況無源即可，高速、高要求場合選有源。

4.  篩選關鍵參數(shù)：根據(jù)第1、2步，初步篩選出頻率、精度、CL、ESR、封裝、溫度范圍符合要求的型號。

5.  參考評估板和設計：查看芯片官方的評估板用了哪個型號的晶振，這是最可靠的參考。

6.  樣品測試：最終一定要拿樣品進行實際上電路測試！

    用示波器看波形：是否干凈？幅值是否正常？

    測量頻率精度：在整個溫度范圍內是否滿足要求？

    測試起振情況：低溫、高溫下能否正常啟動？功耗模式下（如MCU的Sleep模式）喚醒后能否正常起振？

通過以上系統(tǒng)性的方法，可以大大降低因晶振選型不當帶來的項目風險。