一、 核心电气参数

这是选型的重中之重，直接决定了晶振能否在电路中正常工作。

1.  频率 (Frequency)

    这是最基础的参数，根据主芯片（如MCU、CPU、FPGA）的要求选择，例如 8MHz, 12MHz, 25MHz, 32.768kHz 等。

    注意：核心处理器的主频通常是基于外部晶振频率通过内部PLL倍频得到的。

2.  频率精度和稳定性 (Frequency Accuracy & Stability)

    精度：指在常温（25°C）下，频率与标称值的偏差。通常以 **ppm** (百万分之一) 表示。例如 ±10ppm, ±20ppm。

    稳定性：指在整个工作温度范围内，频率相对于常温下的最大偏差。这是更关键的参数。

    如何选：

       对于普通单片机定时，±30ppm 或 ±50ppm 通常足够。

       对于USB通信，要求<±500ppm（USB 2.0标准）。

       对于以太网（Ethernet），要求<±50ppm。

       对于无线通信（Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee），要求极高，通常需要<±10ppm 甚至 <±5ppm 的高精度晶振。

3.  负载电容 (Load Capacitance - CL)

    这是无源晶振最关键也是最容易出错的参数！

    无源晶振需要外部匹配电容（通常为两个，接在晶振两端到地）才能起振。晶振的负载电容值必须与振荡电路的负载电容设计值匹配。

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

        C1, C2 是外接的匹配电容。

        C_stray 是PCB上的分布电容，通常估算为2~5pF。

    如何选：首先查看你的主芯片数据手册，它会推荐一个负载电容值（常见的有 12pF, 18pF, 20pF）。然后选择对应负载电容的晶振。如果晶振的CL是20pF，而你芯片电路按12pF设计，会导致频率严重偏移。

4.  等效串联电阻 (ESR - Equivalent Series Resistance)

    晶振内部振子自身的电阻值。ESR越小，晶振越容易起振。

    需要确保晶振的ESR值小于芯片振荡器所能提供的驱动增益（驱动能力）。如果ESR过大，可能导致启动困难、不起振或工作不稳定。

    芯片数据手册通常会给出其振荡电路所能支持的最大ESR值。

5.  激励功率 (Drive Level)

    指晶振工作时所消耗的功率。晶振有一个最大激励功率的限制。

    需要确保芯片振荡电路输出的驱动功率小于晶振的最大额定激励功率。过驱动会导致晶振过早老化、频率漂移甚至损坏。

    通常通过串联一个反馈电阻（Ri）来限制驱动功率。

二、 物理与环境参数

1.  封装 (Package)

    根据PCB空间和工艺选择。主要分为直插（DIP）和贴片（SMD）。

    贴片封装是主流，常见尺寸有：

      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，价格通常越高，对PCB布局和布线要求也越高。

2.  工作温度范围 (Operating Temperature Range)

    根据产品应用环境选择。

    商业级： 0°C ~ +70°C

    工业级： -40°C ~ +85°C（最常见）

    汽车级： -40°C ~ +125°C（要求更严苛）

    军工级： -55°C ~ +125°C

三、 应用相关参数

1.  有源 vs 无源

    无源晶振 (Crystal)

     需要芯片内部的振荡电路配合才能工作。需要匹配外部电容。

     优点：成本低，电路简单（但设计有讲究）。

     缺点：精度和稳定性相对较差，启动时间稍慢。

     适用于：对成本敏感的大量消费电子产品。

    有源晶振 (Oscillator / XO)

       是一个完整振荡器，内部集成了晶振和振荡电路。输出方波时钟信号。

       优点：信号质量好，稳定性高，驱动能力强，无需设计匹配电路，即插即用。

       缺点：成本高，功耗通常更大，需要电源。

       适用于：高速接口、射频模块、对时序要求苛刻的场合。

2.  输出波形 (Output Waveform)

    仅针对有源晶振。

    CMOS：最常见，电压摆幅大，适用于板内时钟驱动。

    LVDS：低压差分信号，抗干扰能力强，适用于高速长距离传输。

    HCSL：另一种差分输出，常用于PCIe等高速接口。

    clipped Sine Wave：正弦波，电磁干扰（EMI）小。

3.  电源电压 (Supply Voltage)

   仅针对有源晶振。必须与系统的电源电压匹配，如 1.8V, 2.5V, 3.3V, 5V。

4. 启动时间 (Start-up Time)

    晶振从上电到输出稳定时钟所需的时间。

    无源晶振启动较慢（可能几毫秒到几十毫秒），有源晶振较快。

    对需要快速启动的低功耗设备（如物联网传感器）很重要。

四、 供应链与成本

1.  品牌与质量

    选择知名品牌（如 NDK, Epson, TXC, Kyocera, Murata, Abracon）通常质量和稳定性更有保障。

    对于消费类产品，台系和国产品牌（如TXC, Hosonic）性价比很高。

2.  供货与生命周期

    确认型号是否长期供货、是否有停产风险。避免选择即将停产的型号。

    对于产品生命周期长的工业或医疗产品，这一点至关重要。

3.  成本

    在满足所有技术要求的的前提下，选择性价比最高的型号。

选型总结与建议流程

1.  查阅核心芯片（MCU/SoC/PHY）的数据手册，找到其对晶振的要求章节（通常叫 `Crystal Oscillator (OSC)``或 ``Clock Requirements`），确定：

    首选频率、负载电容（CL） 推荐值、最大ESR、最大驱动电平、建议的匹配电容值。

2.  确定应用场景：是否需要高精度（无线通信）？工作环境温度如何？空间限制？

3.  选择无源还是有源：大部分情况无源即可，高速、高要求场合选有源。

4.  筛选关键参数：根据第1、2步，初步筛选出频率、精度、CL、ESR、封装、温度范围符合要求的型号。

5.  参考评估板和设计：查看芯片官方的评估板用了哪个型号的晶振，这是最可靠的参考。

6.  样品测试：最终一定要拿样品进行实际上电路测试！

    用示波器看波形：是否干净？幅值是否正常？

    测量频率精度：在整个温度范围内是否满足要求？

    测试起振情况：低温、高温下能否正常启动？功耗模式下（如MCU的Sleep模式）唤醒后能否正常起振？

通过以上系统性的方法，可以大大降低因晶振选型不当带来的项目风险。