如何才能设计一个高效的有源晶振电路图，首先要了解什么是有源晶振电路？这个是属于有源晶振的基础知识。有源晶振电路由一个放大器和一个反馈网络组成。反馈网络从放大器获得特定的输出，并将其送回放大器的输入。它在画出来的时候看起来相当简单（如下图所示，Amplifier：放大器，Feedback Network：反馈网络）。
但越往深处走，就越复杂。晶体振荡器电路要有效运行，一定要满足2个关键条件：
引导回放大器输入的功率必须足以供应放大器输入、振荡器产量，并克服电路损耗。振荡器的精确频率是由振荡器电路内的环路相移决定的。相移的任何变化都可能会导致频率的变化。减少净相移的最佳方法之一是在反馈回路中使用石英晶体。当石英晶体被用于振荡器的反馈回路时，振荡器的频率输出其实就是自我调节的。石英晶体创造了一个满足相位环路要求的电抗。
串联电路晶体振荡器使用被设计为在其自然谐振频率下工作的晶体。这种类型的电路在反馈回路中不需要电容。串联谐振振荡器电路是相当基本的，由于其元件数量少，通常被使用。
串联电路能提供除通过晶体以外的反馈路径。这在某种程度上预示着电路能继续以主观的频率振荡......甚至在晶体失效期间也是如此。
串联电路的一个显著缺点是，如果系统要修改，你不能调整输出频率。串联谐振晶体是按照首选的频率、容差和稳定能力设计的，并且不要选择调整就能保持。
负载电容在振荡器电路设计中能发挥关键作用。你会在下一个设计考虑中看到一个关于负载电容重要性的例子，但现在，让我们仔细看看负载电容本身。
说到串联电路，晶体电路的连接点之间没有电容。因此，电路中没有负载电容。对于并联电路来说，情况就不同了。
在这个方程中，LC1和LC2代表负载电容。Cs是电路的流浪电容（通常在3到5pF之间）。
并联谐振电路是用一个晶体来设计的，这个晶体被设计成在特定的负载电容下工作。这导致晶体振荡器的工作频率高于串联谐振频率，但低于真正的并联谐振频率。
为了完成这种类型的电路的反馈回路，你必须设计通过晶体的路线。如果晶体失效，电路将不再振荡。
那么，决定振荡器频率的“负载电容”从何而来？这个电路实际上使用了一个单独的变频器，在反馈回路中有两个电容，包括了负载电容。如果负载电容改变，振荡器产生的频率也会改变。
说到这里，必须要格外注意的是，若需要调整的话，这种电路类型并不适合于轻松调整频率。另外，需要精确的频率控制和精确的负载电容规格。
例如，如果一个容量为20pF的20MHz晶体被放置在一个评估为30pF的电路中，那么晶体将低于规定值。然而，如果该电路的评估值只有10pF，那么频率将高于规定值。
石英晶体被指定为一个特定的最大驱动电平值，可以影响振荡器的频率和操作模式。与你的晶体振荡器供应商合作，确定石英振荡器能承受的最大驱动水平是很重要的。
要计算晶体的驱动电平，请使用这个公式（基本上只是欧姆定律，但对功率而言）：Drive Level=（Irms2xR），式种：Irms=通过石英晶体的测量均方根电流；R=石英晶体的最大电阻；
为了测量晶体振荡器电路的实际驱动电平，你可以在晶体电路中插入一个电阻。然后可以读取电阻上的压降来计算电流和功率耗散。当然，要确保在这次测量后将电阻移走。
晶体振荡器的频率可能受到物理尺寸的限制。有时，这可能是某些应用的长度和宽度。其他时候，它可能是石英晶体本身的厚度。石英晶圆越薄，频率就越高。石英晶圆的厚度通常在30MHz左右会变得太薄，无法处理。
如果需要一个频率高于极限频率的振荡器，可通过“基频”。基频是“由一个物体的整体振荡产生的最低频率，与更高频率的谐波不同”。如果一个晶体的基本频率是10兆赫，它也可以以3、5、7等倍的基本频率进行振荡。因此，振荡器可以在30MHz、50MHz、70MHz等频率下振荡。这些都是该频率的泛音。
当需要使用泛音频率时，晶体制造商必须将晶体设计成在所需的泛音频率下工作。绝对不能试图订购一个基频模式的晶体，然后用另一个所需的泛音来操作，因为基频晶体和泛音晶体的制造工艺是不同的。
为了实现最佳的振荡器电路操作，应该遵循一些设计上的考虑。有一点一直被推荐的是，在电路中应避开使用平行线。这样做能够大大减少杂散电容。所有线路应尽可能地短，以防止耦合。通过使用地平面来保持元件的隔离，也可以对此有所帮助。
振荡器的设计必须加强“负电阻”以获得最佳性能。负电阻也经常被称为“振荡津贴”。
这个计算出来的总值就是“负电阻”或“振荡余量”。作为一般的经验法则，负电阻应至少是晶体规定的最大电阻值的5倍才可靠。
以上就是晶科鑫在有源晶振电路上设计上的一个建议，希望我们大家在设计振荡器电路上少走弯路，能够更快的完成晶振产品电路上的设计与产品相匹配。
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