精通晶振电路选型：手把手教你通过计算来确认你选的晶振和MCU是否匹配

Part 01、前言

上篇文章我们讲解了晶振电路的分类，以及如何计算晶振的负载电容和反馈电阻选型，今天我们讲一下如何通过计算确认你的晶振电路和MCU的是否匹配，能不能让你的MCU稳定工作。

为了让晶振起振并稳定工作，晶振电路必须有足够的增益来补充晶振工作时产生的环路损失，并持续为环路提供能量，当晶振稳定工作时，其实就是环路上产生的损失与环路提供的增益达到了动态平衡，考虑到误差以及传输器件的值，晶振环路的实际增益与晶振环路稳定工作要求的临界增益之比应大于1，否则可能会导致晶振启动时间过久，或者不起振。这里我们要了解一个名词，就是晶振的跨导，你可以把跨导当成晶振工作时的增益就行了。

Part 02、跨导计算

首先我们要知道如何根据跨导确认晶振电路是否在硬件上符合设计要求呢？首先你要做的是去MCU规格书查阅晶振电路的对晶振跨导的要求，注意，是去MCU规格书中，可不是去晶振规格书，可以这样理解，晶振是为MCU工作的，跨导就是MCU对晶振提出的要求，所以这个要求你要去MCU规格书查看。比如MCU规格书中规定晶振跨导为gm，那么要想晶振正常工作，至少要满足gm/gmcrit>5才行。gmcrit的计算公式如下：

其中ESR是晶振等效串联电阻，C0为晶振杂散电容，Cl为晶振负载电容，F是晶振的工作频率，这些参数你在晶振规格书中都能找到。下图是我截取的TXC的晶振规格书的参数，上面我们需要的参数都能找到的。

Part 03、实例分析

比如某晶振频率是8MHz，Co是7pF，Cl是10pF，等效串联电阻是80Ω，计算结果可以参考下图：

根据计算结果可以知道，gm和gmcrit的比值达到了107，远远超过了5的要求，这样晶振能稳定工作，如果计算出来结果小于5，晶振也可能正常工作，你测试的时候可能不会出现问题，但是产品一旦进入大规模量产，问题就一定会暴露出来，当然这只是晶振稳定工作的必要条件，还不是充分条件，比如负载电容，晶振是否过驱动等，但是在做产品设计的时候这一点是一定要check的。

Part 04、结语

今天我们就讲到这里了，下一篇文章我们会分享一下晶振的偏差计算以及如何进行晶振的PCB布局。

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