精通晶振電路選型：手把手教你通過計算來確認你選的晶振和MCU是否匹配

Part 01、前言

上篇文章我們講解了晶振電路的分類，以及如何計算晶振的負載電容和反饋電阻選型，今天我們講一下如何通過計算確認你的晶振電路和MCU的是否匹配，能不能讓你的MCU穩(wěn)定工作。

為了讓晶振起振并穩(wěn)定工作，晶振電路必須有足夠的增益來補充晶振工作時產生的環(huán)路損失，并持續(xù)為環(huán)路提供能量，當晶振穩(wěn)定工作時，其實就是環(huán)路上產生的損失與環(huán)路提供的增益達到了動態(tài)平衡，考慮到誤差以及傳輸器件的值，晶振環(huán)路的實際增益與晶振環(huán)路穩(wěn)定工作要求的臨界增益之比應大于1，否則可能會導致晶振啟動時間過久，或者不起振。這里我們要了解一個名詞，就是晶振的跨導，你可以把跨導當成晶振工作時的增益就行了。

Part 02、跨導計算

首先我們要知道如何根據跨導確認晶振電路是否在硬件上符合設計要求呢？首先你要做的是去MCU規(guī)格書查閱晶振電路的對晶振跨導的要求，注意，是去MCU規(guī)格書中，可不是去晶振規(guī)格書，可以這樣理解，晶振是為MCU工作的，跨導就是MCU對晶振提出的要求，所以這個要求你要去MCU規(guī)格書查看。比如MCU規(guī)格書中規(guī)定晶振跨導為gm，那么要想晶振正常工作，至少要滿足gm/gmcrit>5才行。gmcrit的計算公式如下：

其中ESR是晶振等效串聯電阻，C0為晶振雜散電容，Cl為晶振負載電容，F是晶振的工作頻率，這些參數你在晶振規(guī)格書中都能找到。下圖是我截取的TXC的晶振規(guī)格書的參數，上面我們需要的參數都能找到的。

Part 03、實例分析

比如某晶振頻率是8MHz，Co是7pF，Cl是10pF，等效串聯電阻是80Ω，計算結果可以參考下圖：

根據計算結果可以知道，gm和gmcrit的比值達到了107，遠遠超過了5的要求，這樣晶振能穩(wěn)定工作，如果計算出來結果小于5，晶振也可能正常工作，你測試的時候可能不會出現問題，但是產品一旦進入大規(guī)模量產，問題就一定會暴露出來，當然這只是晶振穩(wěn)定工作的必要條件，還不是充分條件，比如負載電容，晶振是否過驅動等，但是在做產品設計的時候這一點是一定要check的。

Part 04、結語

今天我們就講到這里了，下一篇文章我們會分享一下晶振的偏差計算以及如何進行晶振的PCB布局。

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