--针对物联网（IoT）和可穿戴设备应用的石英晶体
此应用笔记讨论了如何通过石英晶体与节能低功耗片上系统（SoC）的配合设计，以降低振荡器功耗并实现最佳振荡裕量。同时，本文通过测试结果展示了设计一个可靠，低功耗振荡电路所需要考量的关键因素。
晶体振荡器的低功耗，可靠性需求
市场对电池长寿命供电的无线设备需求正在增加。高能效的处理器和无线设备也在驱动这种需求的增长。开发人员通常选用超低功耗SoC或处理器，以延长产品的电池寿命。在一个产品中，电池是产品成本和尺寸的主导因素，而电池尺寸由待机电流决定，待机电流又由低频时钟振荡器决定，所以时钟振荡器的低功耗设计对产品使用寿命至关重要。
众所周知，超低功率振荡器可能会出现因增益不足或晶体负载过大导致的启动问题。为了避免在省电设计中出现启动问题，开发人员需要在待机电流和振荡器可靠性的关键决定因素中做出明智的设计决策。换句话说，振荡器需要同时满足低功耗，并能保证产品在生产过程变化和温度范围内可靠地启动。
由于时钟能效的重要性，SoC采用了多种时钟管理方法。本应用笔记考察了两种最常见的时钟管理方法，自动增益控制（AGC）和增益可配置管理。理解了这两种方法与石英晶体特性的相关性，将帮助开发者对石英晶体的选择，处理器/MCU的设置做出明智决策。
背景：振荡器基础
图1-皮尔斯（Pierce）振荡器框图
图1显示了大多数SoC中使用的皮尔斯振荡器。振荡器环路由反相放大器和反馈电阻器（一般在芯片内部）以及由晶体（X）和外部负载电容（C1和C2）组成的精密相移电路组成。当放大器的输出反馈到输入时，它产生负性阻抗，并在合适的条件下振荡。
图2–负性电阻振荡器模型
为了进一步深入了解，图2将振荡器描述为负性电阻（Rn）、电路电抗（Xc）、谐振器电抗（XR）和谐振器电阻（RR）的组合。当RnRR时，电路将以使Xc=-XR的频率振荡。
关于富昌电子：
富昌电子（FutureElectronics）是全球领先的电子元器件分销商，向客户提供全球供应链解决方案、定制化工程设计服务以及丰富的电子元器件产品种类，在业界享有盛名。富昌电子由RobertMiller先生于年创立，在全球44个国家/地区拥有个办事处，并视其名员工为公司最重要的资产。作为一家全球整合的公司，富昌电子依托全球一体化信息平台，使客户能够实时查询库存情况和供需动态。凭借高水平的服务、先进的工程设计能力以及目前全球最大的可销售库存，富昌电子始终秉承着成就客户的理念。