为什么晶振频率会出现19.6608MHz、3.072MHz、20.48MHz、33.1776MHz甚至25.000625MHz这样的“小数频率”？这些频率通常是由系统时钟、通信协议、采样率以及PLL倍频/分频关系反向推导得到的。晶振本身只是整个时钟系统中的参考频率源，后续还可能经过PLL、整数分频、分数分频等处理，生成CPU、USB、音频、视频、网络接口等不同模块所需要的工作时钟。因此，判断一个晶振频率是否常用，不能只看数字是否整齐，而应看它是否符合主流芯片、通信协议和时钟架构的需求，以及是否具有成熟的供应和应用基础。

为什么有些晶振频率有很多小数点？

晶振频率看起来越“奇怪”，往往越说明它是为了满足某种特定的时钟关系。例如：1.8432MHz、3.072MHz、10.24MHz、19.6608MHz、20.48MHz、33.1776MHz。这些频率都不是简单的整数频点，但放到具体的时钟体系中，就会发现它们通常具有非常规整的数学关系。主要原因包括：

整数分频

二进制分频

采样率与音频时钟

PLL倍频与分频

通信协议和接口标准

历史设计和芯片架构兼容

整数分频：为什么11.0592MHz比11MHz更适合UART？

UART是最典型的例子之一。串口通信需要从系统时钟产生标准波特率，例如：9600、19200、38400、57600、115200。如果系统时钟与波特率之间能够建立准确的整数分频关系，就可以降低时钟误差。例如，

1.8432MHz ÷ 16 = 115.2kHz 

1.8432MHz ÷ 16 = 115200Hz

1.8432MHz可以非常方便地产生115200等标准UART波特率。同样，11.0592MHz也是因为能够与多个标准UART波特率形成良好的分频关系，所以在早期MCU和串口系统中被广泛采用。

二进制分频：为什么20.48MHz看起来很奇怪？

很多数字系统喜欢采用2的幂次进行分频。原因很简单：2、4、8、16、32、64……这些分频关系非常容易通过数字电路实现。例如：

20.48MHz ÷ 2 = 10.24MHz

10.24MHz ÷ 2 = 5.12MHz

5.12MHz ÷ 2 = 2.56MHz

20.48MHz虽然看起来不像8MHz、16MHz那样“规整”，但在特定时钟体系中可能非常方便。类似的频率还有：5.12MHz、10.24MHz、20.48MHz、40.96MHz。这些频率在特定DSP、数字信号处理以及通信系统中可能具有较好的时钟整除关系。

音频和采样率

音频系统是另一个非常典型的场景。例如常见的：44.1kHz、48kHz、96kHz、192kHz。这些采样率需要与系统时钟建立准确关系。音频系统中的晶振或时钟源经常会围绕"采样率 × 整数倍"进行设计。例如48kHz系统可能使用：48kHz × 256 = 12.288MHz、48kHz × 512 = 24.576MHz。所以12.288MHz、24.576MHz等频率与音频采样率具有非常直接的关系。

PLL倍频和分频

现代MCU、DSP、SoC和通信芯片内部通常都有PLL。例如系统可能使用：

25MHz晶振 → PLL → 100MHz → 200MHz → 400MHz

晶振本身只负责提供一个稳定的参考频率。芯片内部再通过倍频、整数分频、分数分频生成不同模块所需要的时钟。因此，33.1776MHz、74.25MHz或者其他特殊频率很可能是协议要求、系统时钟树设计、PLL参数、反向确定参考时钟这些因素共同决定的。

为什么不能所有频率都用PLL生成？

PLL的频率合成过程会涉及相位噪声、抖动、分数分频误差、环路带宽、锁定时间、EMI等问题。在高速通信、音频、视频和高精度时钟系统中，参考时钟的质量会直接影响最终输出。工程师往往会选择一个本身就非常适合目标系统的参考频率，再通过PLL进行有限范围的频率转换。这样可以在频率灵活性、相位噪声、抖动、成本和功耗之间取得平衡。

什么决定晶振频率？

实际晶振频率的选择通常由以下因素共同决定：

1、通信协议：例如UART、USB、Ethernet、PCIe、CAN等，都有自己的时钟要求。

2、采样率：音频、ADC、DAC、视频等系统通常需要围绕采样频率建立时钟体系。

3、PLL结构：芯片PLL支持哪些输入频率、倍频系数和分频系数，会直接限制参考晶振的选择。

4、时钟树：一个晶振可能需要同时服务多个模块，因此需要考虑整个系统的时钟分配。

5、EMI：某些频率及其谐波可能与系统中的其他时钟、电源开关频率或射频信号产生干扰。

6、历史兼容性：一些频率已经被大量芯片和成熟设计采用，即使存在更“漂亮”的频率，也没有必要重新设计整个时钟体系。

如何判断一个晶振频率是否常用？

① 是否被主流芯片广泛采用：如果多个MCU、DSP、SoC厂商的Datasheet和参考设计都推荐该频率，通常说明它具有较成熟的应用基础。

② 是否对应主流协议或接口：

32.768kHz → RTC、低功耗时钟

12MHz/24MHz → MCU、DSP、数字系统

25MHz → 网络及部分高速数字系统参考时钟

26MHz → 无线通信、射频及部分SoC

27MHz/74.25MHz等 → 部分视频时钟体系

12.288MHz/24.576MHz → 音频时钟体系

11.0592MHz → 经典UART应用

③ 是否具有良好的分频关系：如果一个频率可以方便地生成系统需要的CPU时钟、UART波特率、USB时钟、音频采样时钟、ADC/DAC时钟，那么它通常具有较高的应用价值。

④ 是否有成熟的晶振料号：如果多家晶振厂商都能够提供该频率，并且具有成熟封装、CL、ESR和温度规格，通常说明该频率已经形成较成熟的市场需求。

⑤ 是否出现在芯片参考设计中。

晶振选型时，不要只看频率

实际选晶振时，除了频率，还需要重点确认：

频率；

负载电容CL；

ESR；

初始频差；

温度稳定度；

工作温度；

驱动电平；

封装尺寸；

有源/无源类型；

输出波形；

电源电压；

相位噪声和抖动。

KOAN晶振

KOAN提供无源晶振与有源晶振，覆盖多种频率、封装尺寸及应用方案，可满足MCU、DSP、通信、音频、工业控制等不同系统的时钟设计需求。如需针对具体芯片、工作频率或应用场景进行晶振选型，可根据系统时钟需求进一步匹配合适的频率、CL、ESR、频率稳定度及封装规格。

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