晶振钟振简介
頻率控制元件(Frequency control component)
石英晶體(Quartz Crystal)
1. 何謂石英晶體(Quartz crystal)
石英晶體英文全稱為quartz crystal,但通常口語稱為crystal,本講中統稱為crystal.
crystal是用壓電單晶石英制成的壓電器件, crystal不僅具有高的穩定性而且它的彈性振動損耗小.其主要原材料為人造水晶.因其為壓電元件,所以它還具有高的品質因素(Q). 以上優點,使其成為選擇頻率的重要元件.
crystal的震盪原理:
石英晶片本身為一壓電材料（Piezoelectric Material），利用外電壓加於晶片的兩側產生電場，由於壓電材料本身機械與電性耦合（Coupling）作用，使晶體本身產機械變形，由晶體的切割面受到機械應力的作用，晶體的兩相對面又會產生一電位差，這種特性稱為壓電（Piezoelectric）效應。當我們加一交流電壓於晶體上，即可產生循環不已之晶片振盪。
Crystal 的切割方式:
Crystal的其切割方式可分為AT-, BT-, CT-, DT-, ET, FT-, GT-, MT,-NT-, X-, Y-, XY, SL,等切割方式, 其中以AT-, XY- 切割方式較為常用. 其頻率基本上是與所用石英晶片的厚度成反比,因此,石英晶片愈薄其振盪頻率愈高.
(1)AT切割方式
AT的切割方式較適用於高頻率的crystal, 如网路產品路由器就用此種切割方式.
(2) XY切割方式
XY切割方式與AT切割方式相反,適用於低頻率的crystal, 手表所用的crystal即為此種切割方式.
Crystal 的各種不同的切割方式如圖1示
(圖1)
下圖示為不同的切割方式的頻率—溫度特性.
(圖2)
2. Crystal的結構:
我們知道當晶片制成之后,其頻率大小將成為固定的了,但由于晶片本身材質的差異性,單個晶片所震出的頻率大小與我們實際所需要的還有一定的差異,此時將以調節晶片表面的鍍銀厚度作為微調的方式來滿足實際的需要.綜上所述,crystal主要由以下部分所構成.
晶片
電鍍面
基座
金屬外殼
導線端子
如下圖3示,
(圖3)
3. 電氣特性(Electrical Feature)
在電子電路中,Crystal在電路中的多以’Y’表示, 電路符號如圖4示.
(圖4) 圖5
我們知道,每種元件可等效為R,L,C來看待,對于L,C的振盪電路由所學的電工知識可知,振盪頻率與L*C的開方成反比.由于crystal也可等效為R,L,C的電路圖.因此其振盪頻率同樣符合電工學規律.圖5給出了crystal的等效電路圖,其中:
C0: shunt capacitance—靜態(並聯)電容
L1: motional inductance—動態電感
C1: motional capacitance--動態電容
R1: series resistance—諧振阻抗
主要電氣特性參數(Electrical Specifications):
1.震盪頻率(Center frequency)與誤差(frequency tolerance)震盪頻率為crystal常溫下正常工
作時可輸出的頻率大小.此頻率值通常會標識于crystal本體之上.
本體標稱的頻率值與我們實際量測值之間總會有誤差.Crystal一般誤差為±10ppm, ±30ppm,±50ppm等.
2.靜態(並聯)電容C O (shunt capacitance) , 表明crystal镀銀面之大小.此容值與電極面積成正
比,與晶片厚度成反比(與電容特性相同),如果Crystal破裂,其值會異常偏低.
3.負載容值C L ( load capacitance) 此容值大小表示通過crystal兩端子來看,外部線路對crystal
所造成的容值的總和.此值為crystal工作時所需外接各部容值(Chip+Cstary+Cap.)總負載大小.
4.驅動功率(drive level) 驅動功率為此元件工作時的能耗.一般以微瓦(microwatts)或毫瓦
(milliwatts)表示.使用時驅動功率需小于所規定功率值以避免晶片長時間機械震動時引起晶片破裂(fracture).
5.等效阻值-E SR(equivalent series resistance)crystal本體所等效的阻值大小,表示crystal本身
的機械損失.
4. 使用中的crystal
Crystal被廣泛應于各個領域如:機算機,通訊,鍾表,家電,醫用電子儀器等其它領域.當我們在使用中會發現crystal即使使用在相同的電路,也會因與其使用零件,印刷線路板(PCB)等的差異出現起常見的重大缺點----不振蕩或以完全不同的頻率來振蕩.
不振蕩
也許當crystal出現不振蕩現象時,您會認為它是不良的crystal,但當您將此不起振的crystal換至另外一個PCBA(print circuit board assembly)時,您會發現,crystal 重新開始起振.發生此現象的原因多為與crystal相配合工作的元件與crystal不匹配,並非是crystal的不良.
當然,有時即使您換了100個PCBA來試,也無法通過示波器看到crystal有波形振出.此時的crystal已為不良的crystal.您可將crystal放於耳邊搖一搖,有時您可聽到crystal里面有響聲,說明此時的crystal晶片已破.故無法來工作.
是什么原因引起crystal內的晶片破裂呢?
我們知道,crystal是由水晶構成,而水晶屬于非常脆的材料,如果您不小心將一良品的crystal掉落在地上,此crystal的晶片可能已破裂,而無輸出波形. 因此不管在使用過程中還是運輸過程中,都應非常小心作業.
無法輸出正常的頻率
工作電路中的crystal有時輸出的頻率並非其正常的工作頻率,此種現象也經常碰到.前面我們提到晶片上面的鍍銀作為微調的作用校正輸出頻率的大小.但當crystal因密封差,而讓空氣進入crystal時,晶片表面的銀就會被氧化,從而造成輸出頻率達不到要求.
上面我們講了crystal內晶片破裂會引起無輸出的現象,但當crystal內的晶片破裂時也會引起輸出非正常波形的情況.看來,晶片的破裂引起的不良現象還戀多的,因此我們一定要做到輕拿輕放,并且還要注意供應商出貨時的包裝方式.
如果您通過crystal的測量儀器來量測crystal的電氣特性參數時,您有時也會發現,輸出異常的crystal,它的ESR高于規格的規定.當打開crystal時可發現crystal的表面有髒污,究其原因是因為crystal在生產過程中的5S未做好,而導致髒污留在晶片上.
判定crystal的好壞,可通過專用檢測儀器來量測其單體特性的好壞,目前較常用的儀器為250B.
晶體震蕩器(Crystal Oscillator)
1.何謂晶體震蕩器(Crystal Oscillator)
晶體震盪器簡稱晶震英文全稱為crystal oscillator口語當中簡稱oscillator,為說明方便本講以下都將此元件簡稱為oscillator.
通過前面學習的crystal知識,我們知道單體的crystal無法工作,它必須與震盪電路相配合才能震頻率.本講中所學的oscillator則是將crystal與crystal外部的震盪電路合二為一,也就是
說,oscillator工作時本身不需外接震盪電路,只需給它外接一定的電壓即可有穩定的頻率輸出. 2. Oscillator的結構:
如上所述,oscillator為crystal與震盪電路合二為一的元器件,結構如圖6所示.
(圖6 )
oscillator與crystal的內部結構相比較,我們可發現,oscillator內部不僅有與crystal相同晶片而且,內部還有一小電路,正是此小電路的作用,使oscillator直接接電源后就有頻率輸出,而不像crystal 那樣,須依賴外部電路才會有頻率輸出.
3. 電氣特性參數(Electrical Specification)
在電子電路中,oscillator在電路中常以”U”表示,電路符號如圖7示.
電壓輸入波型輸出腳
第1腳
( 圖7)
第1腳(pin1)而言,對于普通型的oscillator來說此腳無任何意義為空腳,但若此腳為控制腳(tri-state)時,在電路中則此腳需接相應的控制電路.
第2腳(pin2)為接地腳.
第3腳(pin3)為輸出腳,即為頻率輸出腳
第4腳(pin4)為輸入腳,即oscillator外接的電源由此腳接入.
主要電氣特性參數(Electrical Specification):
震盪頻率( central frequency)與誤差(frequency tolerance)震盪頻率為oscillator常溫下工作時可震出的頻率大小.此頻率值通常會標識于晶體本體之上.
本體標稱頻率值與我們實際量測值之間總會有誤差. Oscillator一般誤差為±20ppm, ±25ppm,±30ppm,±50ppm等.
1.工作電壓(supply voltage) 表示oscillator正常工作時,外界須給它提供的電壓,此電壓值多為
5.0伏, 3.3伏等.
2.輸出負載(output load) 為oscillator工作時其輸出腳需接入的負載值.
3.占空比(Duty Cycle) 此參數作為評價輸出波形好壞的一個參數而出現.此參數是在規定的電
壓下所量測出的比值,如圖8示.
(圖8)
4.上升時間/下降時間(RISE/FALL TIME) rise time也為評價輸出波形好壞的一個參數,它的定
義為對輸出波形的上升而言,它的單位為納秒(nanoseconds).Fall time具有相同的定義,只是其是針對下降沿而言,具體如上圖8示.
4. Oscillator的分類
普通晶體振蕩器XO( crystal oscillator)最為普通的一種oscillator,此類型的oscillator無溫度補償與電壓的控制即相對其它類型的oscillator此類型的第1腳為空腳.
電壓控制式晶體振蕩器VCXO(voltage controlled crystal oscillator)此類型的oscillator相對于
XO型來說,第1腳(tri-state)接電壓來控制頻率的輸出,屬電壓控制型. 工作時輸出受控于此
Tri-state腳,當控制腳處于邏輯’0’時,輸出腳就會表現為高阻態(high impendence),無頻率輸出,當控制腳處于邏輯’1’時,輸出腳表現為低阻態(low impendence),即有頻率輸出.VCXO相對XO而言,具有顫抖小,噪音小等優點.
溫度補償式晶體振蕩器TCXO( temperature compensated crystal oscillator)此類型的oscillator 比XO型的內部多一溫度補償電路,此溫度補償電路可使TCXO在不同的溫度條件下可輸出一較穩定的波形.通常TCXO的頻率公差為±1ppm, ±2ppm,±3ppm,等.
OCXO = Oven Controlled Crystal Oscillator
5. 使用中的Oscillator
Oscillator被廣泛應于各個領域如:機算機,通訊,醫用電子儀器等其它領域.使用中的oscillator 通常會出現不起震的現象.窮期原因有類同于crystal如晶片破裂,內部髒污等晶片的問題,也有內部震盪電路中的問題,通常為內部元件被過電壓打死.
选择晶振时要考虑哪些参数
选择晶振时要考虑哪些参数？ 2011-7-19 14:26 提问者：rinkeigun|浏览次数：2555次 谢谢好心人。我想知道的是： 1. 晶振之身的参数（频率等） 2. 与周围的器件（51单片机）有什么关联，影响 3. 构成晶振的元件是什么（如C，Y） 4.哪里有最简单的电路图 我来帮他解答 2011-7-25 14:05 满意回答 1、 晶体谐振器的等效电路 图1是一个在谐振频率附近有与晶体谐振器具有相同阻抗特性的简化电路。 其中：C1为动态电容也称等效串联电容；L1为动态电感也称等效串联电感； R1为动态电阻也称等效串联电阻；C0为静态电容也称等效并联电容。 这个等效电路中有两个最有用的零相位频率，其中一个是谐振频率(Fr)，另一个是反谐振频率(Fa)。当晶体元件实际应用于振荡电路中时，它一般还会与一负载电容相联接，共同作用使晶体工作于Fr和Fa之间的某个频率，这个频率由振荡电路的相位和有效电抗确定，通过改变电路的电抗条件，就可以在有限的范围内调节晶体频率。 2、晶体的频率 晶体在应用的电路中，其电气特性表现较复杂，与其相关的频率指标也有多个，主要的是： a）标称频率（F0） 指晶体元件规范中所指定的频率，也即用户在电路设计和元件选购时所希望的理想工作频率。 b）谐振频率（Fr） 指在规定条件下，晶体元件电气阻抗为电阻性的两个频率中较低的一个频率。根据图1的等效电路，当不考虑C0的作用，Fr由C1和L1决定，近似等于所谓串联（支路）谐振频率（Fs）。 这一频率是晶体的自然谐振频率，它在高稳晶振的设计中，是作为使晶振稳定工作于标称频率、确定频率调整范围、设置频率微调装置等要求时的设计参数。c）负载谐振频率（FL） 指在规定条件下，晶体元件与一负载电容串联或并联，其组合阻抗呈现为电阻性时两个频率中的一个频率。在串联负载电容时，FL是两个频率中较低的那个频
不同晶振 延时1MS程序
不同晶振频率时1MS延时程序 测试时间：2011.06.21 测试人：陆周 使用仪器：RIGOL-DS1022C-D示波器 所用MCU：STC12C5608AD（适合STC中1T系列单片机） /********************（STC12C5608AD 11.0592MHZ z=1时精确延时1ms）***************/ void delay_1ms(uint z) { uint x,y; for(x=z; x>0; x--) for(y=848; y>0; y--); } /********************（STC12C5608AD 12MHZ z=1时精确延时1ms）*******************/ void delay_1ms(uint z) { uint x,y; for(x=z; x>0; x--) for(y=920; y>0; y--); /********************（STC12C5608AD 3.579545MHZ z=1时精确延时1ms）**************/ void delay_1ms(uint z) { uint x,y; for(x=z; x>0; x--) for(y=274; y>0; y--); } /********************（STC12C5608AD 4MHZ z=1时精确延时1ms）********************/ void delay_1ms(uint z) { uint x,y; for(x=z; x>0; x--) for(y=306; y>0; y--); } /********************（STC12C5608AD 4.096MHZ z=1时精确延时1ms）****************/ void delay_1ms(uint z) { uint x,y;
晶振基础知识
晶振基础知识（第一版） 摘要：本文简单介绍了晶体谐振器和晶体振荡器的结构，工作原理，振荡器电路的分类，晶体振荡器的分类，晶振类器件的主要参数指标和石英晶体基本生产工艺流程。 一、振荡电路的定义，构成和工作原理 (2) 二. 晶体振荡器分类： (16) 三、石英晶体谐振器主要参数指标 (19) 四、石英晶体振荡器主要参数指标 (20) 五．石英晶体基本生产工艺流程 (26)
一、振荡电路的定义，构成和工作原理 1. 振荡器：不需外加输入信号，便能自行产生输出信号的电路，通常也被成为。 2. 振荡器构成：谐振器（选频或滤波）+驱动（谐振）电路构成振荡器电路。 3. 谐振器的种类有：RC 谐振器，LC 并联谐振器，陶瓷谐振器，石英（晶体）谐振器，原子谐振器，MEMS （硅）振荡器。本文只讨论石英晶体谐振器。 石英谐振器的结构 石英谐振器，它由石英晶片、电极、支架和外壳等部分组成。它的性能与晶片的切割方式、尺寸、电极的设置装架形式，以及加工工艺等有关。其中，晶片的切割问题是设计时首先要考虑的关键问题。由于石英晶体不是在任何方向都具有单一的振动模式（即单频性）和零温度系数，因此只有沿某些方向切下来的晶片才能满足设计要求。 Mounting clips Top view of cover Resonator
普通晶振内部结构 石英晶体振荡器主要由基座、晶片、IC 及外围电路、陶瓷基板（DIP OSC ）、上盖组成。 普通晶体振荡器原理图 胶点 基座 晶片 Bonding 线 IC
4. 振荡电路的振荡条件： （1）振幅平衡条件是反馈电压幅值等于输入电压幅值。根据振幅平衡条件，可以确定振荡幅度的大小并研究振幅的稳定。 （2）相位平衡条件是反馈电压与输入电压同相，即正反馈。根据相位平衡条件可以确定振荡器的工作频率和频率的稳定。 （3）振荡幅度的稳定是由器件非线性保证的，所以振荡器是非线性电路。 （4）振荡频率的稳定是由相频特性斜率为负的网络来保证的。 （5）振荡器的组成必须包含有放大器和反馈网络，它们必须能够完成选频、稳频、稳幅的功能。（6）利用自偏置保证振荡器能自行起振，并使放大器由甲类工作状态转换成丙类工作状态。
压控晶振原理
压控晶振原理 压控晶体振荡器简介 压控晶体振荡器全称：电压控制晶体振荡器(Voltage Controlled Crystal Oscillator)，是一种与晶体谐振器串联插入变容二极管，根据外部加入的电压使二极管的容量发生变化，来达到输出频率可根据晶体谐振器的负载电容特性变化的晶体振荡器。 VCXO主要由石英谐振器、变容二极管和振荡电路组成，其工作原理是通过控制电压来改变变容二极管的电容，从而“牵引”石英谐振器的频率，以达到频率调制的目的。VCXO大多用于锁相技术、频率负反馈调制的目的。 石英晶体振荡器是由品质因素极高的石英晶体振子（即谐振器和振荡电路组成。晶体的品质、切割取向、晶体振子的结构及电路形式等，共同决定振荡器的性能。压控晶体振荡器具有以下特点： (1)低抖动或低相位噪声：由于电路结构、电源噪声以及地噪声等因素的影响，VCO的输出信号并不是一个理想的方波或正弦波，其输出信号存在一定的抖动，转换成频域后可以看出信号中心频率附近也会有较大的能量分布，即是所谓的相位噪声。VCO输出信号的抖动直接影响其他电路的设计，通常希望VCXO的抖动越小越好。 (2)宽调频范围：VCO的调节范围直接影响着整个系统的频率调节范围，通常随着工艺偏差、温度以及电源电压的变化，VCXO的锁定范围也会随着变化，因此要求VCXO有足够宽的调节范围来保证VCXO的输出频率能够满足设计的要求。 (3)稳定的增益：VCO的电压——频率非线性是产生噪声的主要原因之一，同时，这种非线性也会给电路设计带来不确定性，变化的VCXO增益会影响环路参数，从而影响环路的稳定性。因此希望VCXO的增益变化越小越好。 1.频率大小：频率越高一般价格越高。但频率越高，频差越大，从综合角度考虑，一般工程师会选用频率低但稳定的晶振，自己做倍频电路。总之频率的选择是根据需要选择，并不是频率越大就越好。要看具体需求。比如基站中一般用10MHz的恒温晶振（OCXO），因其有很
晶振应用的常见频率
晶振应用的常见频率 消费类电子： 1、电视主要用到的频率为：4.433619MHz，3.579545MHz，12.000MHz。DVD：16.9344MHz,27.000MHz。功放：4.500MHz，7.200MHz，12.288MHz。 音响：4.500MHz，7.200MHz。机顶盒：27.000MHz，13.500MHz，54.000MHz。遥控器：455E，4.000，MHz,32.768KHz。 2、空调主要用到的频率为：4.194304MHz，4.000MHz。 3、小家电（厨房类等）：4.000KHz,6.000MHz，4.19430MHz，32.768KHz。 4、玩具游戏类（遥控）/游戏机主要用到的频率为：6.000MHz，27.145MHz，27.125MHz，49.860MHz， 12.000MHz，24.000MHz，10.000MHz，8.000MHz，48.000MHz。 5、PMP、MP4 主要用到的频率为：27.000MHz，12.000MHz，24.576MHz。 6、照相机、摄像机主要用到的频率为：27.000MHz，54.000MHz，36.000MHz。 通讯产品： 1、固定电话主要用到的频率为：3.579545MHz 2、无绳电话主要用到的频率为：10.250MHz，10.245MHz，10.240MHz，10.100MHz，13.824MHz，32.768KHz 3、小灵通主要用到的频率为：19.2MHz 4、手机MTK 方案TCXO 主要用到的频率为：27.000MHz，24.000MHz，26.000MHz 5、无线蓝牙、GPS、RF（2.4G）汽车倒车雷达、导航主要用到的频率为：16.000MHz，12.000MHz，26.000MHz 6、对讲机主要用到的频率为：21.400MHz，21.7000MHz 电脑周边电子产品： 1、主板主要用到的频率为：14.318MHZ、24576、25MHZ、27MHZ、32.768KHZ 2、显示器主要用到的频率为：8M/14.31818MHZ、12.000MHZ、24.000MHZ、28.224MHZ 3、硬盘主要用到的频率为：23.040MHz，28.224MHz 4、光驱主要用到的频率为：33.8688MHz，16.9344MHz，18.432MHz 5、键盘主要用到的频率为：6.000MHz 6、鼠标主要用到的频率为：6.000MHz，12.000MHz，24.000MHz，无线鼠标频率很多,读卡器等 7、摄像头主要用到的频率为：12.000MHz 8、蓝牙主要用到的频率为：16.000MHz 9、无线WIFI 主要用到的频率为：25.000MHz，2.5G/3G （40.000MHz,44.000MHz）网络传输 10、ADSL 主要用到的频率为：12.288MHz，35.328MHz，50.000MHz
晶振的作用与原理以及负载电容
晶振的作用与原理 每个单片机系统里都有晶振，全程是叫晶体震荡器，在单片机系统里晶振的作用非常大，他结合单片机内部的电路，产生单片机所必须的时钟频率，单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的，晶振的提供的时钟频率越高，那单片机的运行速度也就越快。 晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。 晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。 晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。 下面我就具体的介绍一下晶振的作用以及原理，晶振一般采用如图1a的电容三端式(考毕兹) 交流等效振荡电路；实际的晶振交流等效电路如图1b，其中Cv是用来调节振荡频率，一般用变容二极管加
上不同的反偏电压来实现，这也是压控作用的机理；把晶体的等效电路代替晶体后如图1c。其中Co，C1，L1，RR是晶体的等效电路。 分析整个振荡槽路可知，利用Cv来改变频率是有限的：决定振荡频率的整个槽路电容C=Cbe,Cce,Cv三个电容串联后和Co并联再和C1串联。可以看出：C1越小，Co越大，Cv变化时对整个槽路电容的作用就越小。因而能“压控”的频率范围也越小。实际上，由于C1很小(1E-15量级)，Co不能忽略(1E-12量级，几PF)。所以，Cv变大时，降低槽路频率的作用越来越小，Cv变小时，升高槽路频率的作用却越来越大。这一方面引起压控特性的非线性，压控范围越大，非线性就越厉害；另一方面，分给振荡的反馈电压(Cbe上的电压)却越来越小，最后导致停振。通过晶振的原理图你应该大致了解了晶振的作用以及工作过程了吧。采用泛音次数越高的晶振，其等效电容C1就越小；因此频率的变化范围也就越小。 微控制器的时钟源可以分为两类：基于机械谐振器件的时钟源，如晶振、陶瓷谐振槽路；RC（电阻、电容）振荡器。一种是皮尔斯振荡器配置，适用于晶振和陶瓷谐振槽路。另一种为简单的分立RC振荡器。 用万用表测量晶体振荡器是否工作的方法：测量两个引脚电压是否是芯片工作电压的一半，比如工作电压是51单片机的+5V则是否
晶振作用分类
1、晶振的作用 晶振是晶体振荡器的简称，分为有源晶振和无源晶振两种，有源晶振无需外接匹配电容，只要加电即可输出一定频率的周期波形，所以有源晶振一般是四个引脚；无源晶振严格来说不能叫晶振，只能算是晶体，因为它需要外接匹配电容才可起振，由于其起振不需要电源供电，因此称为无源晶振。晶振的作用就是为电路系统提供时钟或者时序。 2、晶振的分类 根据晶振的功能和实现技术的不同，可以将晶振分为以下四类： (1) 恒温晶体振荡器(以下简称OCXO)：这类晶振对温度稳定性的解决方案采用了恒温槽技术，将晶体置于恒温槽内，通过设置恒温工作点，使槽体保持恒温状态，在一定范围内不受外界温度影响，达到稳定输出频率的效果。这类晶振主要用于各种类型的通信设备，包括交换机、SDH传输设备、移动通信直放机、G PS接收机、电台、数字电视及军工设备等领域。根据用户需要，该类型晶振可以带压控引脚。OCXO的工作原理如下图所示： 图1恒温晶体振荡器原理框图 OCXO的主要优点是，由于采用了恒温槽技术，频率温度特性在所有类型晶振中是最好的，由于电路设计精密，其短稳和相位噪声都较好。主要缺点是功耗大、体积大，需要5分钟左右的加热时间才能正常工作等。 (2) 温度补偿晶体振荡器(以下简称TCXO)：其对温度稳定性的解决方案采用了一些温度补偿手段，主要原理是通过感应环境温度，将温度信息做适当变换后控制晶振的输出频率，达到稳定输出频率的效果。传统的TCXO是采用模拟器件进行补偿，随着补偿技术的发展，很多数字化补偿TCXO开始出现，这种数字化补偿的TCXO又叫DTCXO，用单片机进行补偿时我们称之为MCXO，由于采用了数字化技术，这一类型的晶振在温度特性上达到了很高的精度，并且能够适应更宽的工作温度范围，主要应用于军工领域和使用环境恶劣的场合。 (3) 普通晶体振荡器(SPXO)：这是一种简单的晶体振荡器，通常称为钟振，其工作原理为图1中去除“压控”、“温度补偿”和“AGC”部分，完全是由晶体的自由振荡完成。这类晶振主要应用于稳定度要求不高的场合。
PCB晶振放置封装尺寸
直接相连 地线环绕
敷铜 一般我画图时会像你第二种那样,用地包起来,这样别的线就不会在这附近走了.心理有个数.曾经有一位高手给我一篇文章,很多年前的事了, 其实晶振分很多种的 像你的这种,他的两个脚是XTAL_IN,XTAL_OUT,它自己是不能起振的.需要IC来配合.所以最好加个1M~10M电阻. 说一下俺的理解，门电路构成振荡电路，利用的就是门电路的线性范围，或者说边沿的斜率。某些类型的门电路线性范围比较大，比较适合用作放大、振荡。但某些门电路的边沿则极陡，典型的例子就是 HC 类和 HCU 类的对比，这与门电路的组成结构有关。 至于电阻的作用，等同于运放构成的比例放大电路中的反馈电阻。 设计建议： 1、确保晶振和X1、X2之间的连线距离最短，<5mm 2、保证VDD具有良好的褪藕性，靠近引脚处接一个0.1uF的瓷片电容到底 3、不允许信号靠近X1、X2引脚，周围做接地保护环或者做敷铜接地保护 A、直插封装（Through-Hole） 1、HC-51/U 0.455 - 4.5 MHz 18.4 x 9.3 x 19.7
2、HC-33/U 0.455 - 4.5 MHz 18.4 x 9.3 x 19.7
3、HC-49/U 1 - 150 MHz 11.2 x 4.7 x 13.6
4、HC-49/U-S 3.2 - 70 MHz 11.2 x 4.7 x 3.6 5、CSA-310 3.5 - 4 MHz ? 3.2 x 10.5
6、CSA-309 4 - 70 MHz ? 3.2 x 9.0 7、UM-1 1 - 200 MHz 7.0 x 2.2 x 8.0
晶振基础知识
1、晶体元件参数 1.1等效电路 作为一个电气元件，晶体是由一选定的晶片，连同在石英上形成电场能够导电的电极及防护壳罩和内部支架装置所组成。 晶体谐振器的等效电路图见图1。 等效电路由动态参数L 1、C 1、R 1和并电容C 0组成。这些参数之间都是有联系的，一个参数变化时可能会引起其他参数变化。而这些等效电路的参数值跟晶体的切型、振动模式、工作频率及制造商实施的具体设计方案关系极大。 下面的两个等式是工程上常用的近似式： 角频率ω=1/11C L 品质因数Q=ωL 1/R 1 其中 L1为等效动电感，单位mH C1为等效电容，也叫动态电容，单位fF R1为等效电阻，一般叫谐振电阻，单位Ω 图2、图3、图4给出了各种频率范围和各种切型实现参数L 1、C 1、R 1的范围。 图2常用切型晶体的电感范围 图3 常用切型的电容范围 对谐振电阻来说，供应商对同一型号的任何一批中可以有3：1的差别，批和批之间的差别可能会更大。对于一给定的频率，采用的晶体盒越小，则R 1和L 1的平均值可能越高。
1.2 晶体元件的频率， 晶体元件的频率通常与晶体盒 尺寸和振动模式有关。一般晶体尺 寸越小可获得的最低频率越高。晶 体盒的尺寸确定了所容纳的振子的 最大尺寸，在选择产品时应充分考 虑可实现的可能性，超出这个可能 范围，成本会急剧增加或成为不可 能,当频率接近晶体盒下限时,应与 供应商沟通。下表是不同晶体盒可 实现的频率范围。 图4 充有一个大气压力气体 （90%氮、10%氦） 的气密晶体元件的频率、切型和电阻范围 1.3 频差 规定工作温度范围及频率允许偏差。 电路设计人员可能只规定室温频差，但对于在整个工作温度范围内要求给定频差的应 用，除了给定室温下的频差还应给出整个工作温度范围内的频差。给定这个频差时，应充分 考虑设备引起温升的容限。 通常有两种方法规定整个工作温度范围的频差。 1）规定总频差 如从-10℃—+85℃，总频差为±50×10-6，通常这种方法一般用于具有较宽频差而不采
晶振作用详细介绍
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电路中的晶振有什么作用？ 电路中的晶振即石英晶体震荡器。 由于石英晶体震荡器具有非常好的频率稳定性和抗外界干扰的能力，所以，石英晶体震荡器是用来产生基准频率的。通过基准频率来控制电路中的频率的准确性。 石英晶体震荡器的应用范围是非常广的，它质量等级、频率精度也是差别很大的。通讯系统用的信号发生器的信号源（震荡源），绝大部分也用的是石英晶体震荡器。 晶振是石英振荡器的简称，英文名为Crystal，它是时钟电路中最重要的部件，它的主要作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率，它就像个标尺，工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定，自然容易出现问题。 晶振还有个作用是在电路产生震荡电流,发出时钟信号. 晶振是晶体振荡器的简称。它用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。
振在数字电路的基本作用是提供一个时序控制的标准时刻。数字电路的工作是根据电路设计，在某个时刻专门完成特定的任务，如果没有一个时序控制的标准时刻，整个数字电路就会成为“聋子”，不知道什么时刻该做什么事情了。 晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。 晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。 电路中，为了得到交流信号，可以用RC、LC谐振电路取得，但这些电路的振荡频率并不稳定。在要求得到高稳定频率的电路中，必须使用石英晶体振荡电路。石英晶体具有高品质因数，振荡电路采用了恒温、稳压等方式以后，振荡频率稳定度可以达到10^(-9)至10^(-11)。广泛应用在通讯、时钟、手表、计算机……需要高稳定信号的场合。 石英晶振不分正负极, 外壳是地线，其两条不分正负
有源晶振电路及工作原理简述
有源晶振电路及工作原理简述 有源晶振是由石英晶体组成的,石英晶片之所以能当为振荡器使用，是基于它的压电效应：在晶片的两个极上加一电场，会使晶体产生机械变形；在石英晶片上加上交变电压，晶体就会产生机械振动，同时机械变形振动又会产生交变电场，虽然这种交变电场的电压极其微弱，但其振动频率是十分稳定的。当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(由晶片的尺寸和形状决定)相等时，机械振动的幅度将急剧增加，这种现象称为“压电谐振”。 压电谐振状态的建立和维持都必须借助于振荡器电路才能实现。图3是一个串联型振荡器，晶体管T1和T2构成的两级放大器，石英晶体XT与电容C2构成LC电路。在这个电路中，石英晶体相当于一个电感，C2为可变电容器，调节其容量即可使电路进入谐振状态。该振荡器供电电压为5V，输出波形为方波。 有源晶振引脚排列: 有源晶振引脚识别，实物图如上图(b)所示. 有个点标记的为1脚，按逆时针（管脚向下）分别为2、3、4。 方形有源晶振引脚分布： 1、正方的，使用DIP-8封装，打点的是1脚。 1-NC；4-GND；5-Output；8-VCC 2、长方的，使用DIP-14封装，打点的是1脚。 1-NC；7-GND；8-Output；14-VCC
注:有源晶振型号众多，而且每一种型号的引脚定义都有所不同，接法也有所不同，上述介绍仅供参考,实际使用中要确认其管脚列方式. 有源晶振通常的接法： 一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。 有源晶振与无源晶振的联系与区别 无源晶振与有源晶振的英文名称不同，无源晶振为crystal（晶体），而有源晶振则叫做oscillator（振荡器）。无源晶振是有2个引脚的无极性元件，需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来，所以“无源晶振”这个说法并不准确；有源晶振有4只引脚，是一个完整的振荡器，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件，因此体积较大。 石英晶体振荡器的频率稳定度可达10^-9/日，甚至10^-11。例如10MHz的振荡器，频率在一日之内的变化一般不大于0.1Hz。因此，完全可以将晶体振荡器视为恒定的基准频率源(石英表、电子表中都是利用石英晶体来做计时的基准频率)。从PC诞生至现在，主板上一直都使用一颗14.318MHz的石英晶体振荡器作为基准频率源。 有源晶振不需要DSP的内部振荡器，信号质量好，比较稳定，而且连接方式相对简单（主要是做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需要复杂的配置电路。相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差，而且价格高。 下图为晶体及晶振实特图,左边两个是晶振,右边14.38MHz的为晶体.
晶振地主要全参数及其对电路地影响
Crystal First Failure FL RR DLD2 RLD2 SPDB C0 C0/C1 C1 L ppm Ohms Ohms Ohms dB pF fF mH High Limit 20.0 80.0 8.0 80.0 -2.0 7.0 Low Limit -20.0 1.0 1 PASS 3.45 50.57 2.24 54.39 -4.66 3.8 3 3,744.8 4 1.0 2 10.75 2 PASS -5.84 32.05 4.18 36.30 -6.96 3.8 6 4,113.2 9 0.9 4 11.70 3 Fail DLD2 High 0.44 73.86 27.81 108.17 -3.59 3.7 4 3,613.2 7 1.0 3 10.63 4 Fail SPDB High -8.97 33.67 2.06 37.55 -0.44 3.9 2 5,538.0 1 0.7 1 15.54 5 PASS -1.27 40.11 1.65 42.75 -7.8 6 3.8 9 3,955.0 9 0.9 8 11.17 6 PASS -6.74 30.12 4.38 34.23 -9.58 3.8 1 3,608.8 5 1.0 6 10.42 7 PASS -3.52 41.97 1.52 42.86 -6.95 3.8 5 4,670.1 9 0.8 2 13.35 8 PASS 1.13 38.34 2.07 40.46 -4.15 3.8 8 5,017.9 5 0.7 7 14.23 9 PASS -7.01 21.31 0.73 21.80 -9.89 3.8 3 3,018.1 7 1.2 7 8.67 10 Fail DLD2 High -3.62 24.75 52.36 78.55 -10.3 3.8 6 2,943.3 9 1.3 1 8.37 晶振的等效电器模型 C0 ，是指以水晶为介质，由两个电极形成的电容。也称为石英谐振器的并联电容，它相当于以石英片为介质、以两电极为极板
晶振电路原理介绍
晶体振荡器，简称晶振。在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为电感的频率范围很窄，所以即使其他元件的参数变化很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变化。 晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。 一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器（注意是放大器不是反相器）的两端接入晶振，再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地，这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容，请注意一般IC的引脚都有等效输入电容，这个不能忽略。 一般的晶振的负载电容为15p或12.5p ，如果再考虑元件引脚的等效输入电容，则两个22p的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。 晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。无源晶振与有源晶振（谐振）的英文名称不同，无源晶振为crystal（晶体），而有源晶振则叫做oscillator（振荡器）。无源晶振需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来，所以“无源晶振”这个说法并不准确；有源晶振是一个完整的谐振振荡器。 谐振振荡器包括石英（或其晶体材料）晶体谐振器，陶瓷谐振器，LC谐振器等。
晶振与谐振振荡器有其共同的交集有源晶体谐振振荡器。 石英晶片所以能做振荡电路（谐振）是基于它的压电效应，从物理学中知道，若在晶片的两个极板间加一电场，会使晶体产生机械变形；反之，若在极板间施加机械力，又会在相应的方向上产生电场，这种现象称为压电效应。如在极板间所加的是交变电压，就会产生机械变形振动，同时机械变形振动又会产生交变电场。一般来说，这种机械振动的振幅是比较小的，其振动频率则是很稳定的。但当外加交变电压的频率与晶片的固有频率（决定于晶片的尺寸）相等时，机械振动的幅度将急剧增加，这种现象称为压电谐振，因此石英晶体又称为石英晶体谐振器。其特点是频率稳定度很高。 石英晶体振荡器与石英晶体谐振器都是提供稳定电路频率的一种电子器件。石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应来起振，而石英晶体谐振器是利用石英晶体和内置IC来共同作用来工作的。振荡器直接应用于电路中，谐振器工作时一般需要提供3.3V电压来维持工作。振荡器比谐振器多了一个重要技术参数为：谐振电阻（RR），谐振器没有电阻要求。RR 的大小直接影响电路的性能，也是各商家竞争的一个重要参数。 概述 微控制器的时钟源可以分为两类：基于机械谐振器件的时钟源，如晶振、陶瓷谐振槽路；基于相移电路的时钟源，如：RC (电阻、电容)振荡器。硅振荡器通常是完全集成的RC振荡器，为了提高稳定性，包含有时钟源、匹配电阻和电容、温度补偿等。图1给出了两种时钟源。图1给出了两个分立的振荡器电路，其中图1a为皮尔斯振荡器配置，用于机械式谐振器件，如晶振和陶瓷谐振槽路。图1b为简单的RC反馈振荡器。 机械式谐振器与RC振荡器的主要区别 基于晶振与陶瓷谐振槽路(机械式)的振荡器通常能提供非常高的初始精度和较低的温 度系数。相对而言，RC振荡器能够快速启动，成本也比较低，但通常在整个温度和工作电源电压范围内精度较差，会在标称输出频率的5%至50%范围内变化。图1所示的电路能产生可靠的时钟信号，但其性能受环境条件和电路元件选择以及振荡器电路布局的影响。需认真对待振荡器电路的元件选择和线路板布局。在使用时，陶瓷谐振槽路和相应的负载电容必须根据特定的逻辑系列进行优化。具有高Q值的晶振对放大器的选择并不敏感，但在过驱动时很容易产生频率漂移(甚至可能损坏)。影响振荡器工作的环境因素有：电磁干扰(EMI)、机械震动与冲击、湿度和温度。这些因素会增大输出频率的变化，增加不稳定性，并且在有些情况下，还会造成振荡器停振。 振荡器模块 上述大部分问题都可以通过使用振荡器模块避免。这些模块自带振荡器、提供低阻方波
晶振的工作原理
晶振的工作原理 一、什么是晶振? 晶振是石英振荡器的简称，英文名为Crystal，它是时钟电路中最重要的部件，它的主要作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率，它就像个标尺，工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定，自然容易出现问题。 晶振还有个作用是在电路产生震荡电流,发出时钟信号. 晶振是晶体振荡器的简称。它用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。 晶振在数字电路的基本作用是提供一个时序控制的标准时刻。数字电路的工作是根据电路设计，在某个时刻专门完成特定的任务，如果没有一个时序控制的标准时刻，整个数字电路就会成为“聋子”，不知道什么时刻该做什么事情了。 晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。 晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。
电路中，为了得到交流信号，可以用RC、LC谐振电路取得，但这些电路的振荡频率并不稳定。在要求得到高稳定频率的电路中，必须使用石英晶体振荡电路。石英晶体具有高品质因数，振荡电路采用了恒温、稳压等方式以后，振荡频率稳定度可以达到10^(-9)至10 ^(-11)。广泛应用在通讯、时钟、手表、计算机……需要高稳定信号的场合。 石英晶振不分正负极, 外壳是地线，其两条不分正负 二、晶振的使用 晶振，在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为电感的频率范围很窄，所以即使其他元件的参数变化很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变化。 晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。 一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器（注意是放大器不是反相器）的两端接入晶振，再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地，这两个电容串联的容
如何选取正确的晶振
一个号的晶体振荡器可以被泛应用到军、民用通信电台，微波通信设备，程控电话交换机，无线电综合测试仪，BP机、移动电话发射台，高档频率计数器、GPS、卫星通信、遥控移动设备等。它具有多种封装类型，最主要的特点是电气性能规范多种多样。它有以下几种不同的类型：电压控制晶体振荡器(VCXO)、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、恒温晶体振荡器(OCXO)，以及数字补偿晶体振荡器(MCXO或DTCXO),每种类型都有自己的独特性能。 如果你的设备需要即开即用，您就必须选用VCXO或温补晶振，如果你的要求稳定度在0.5ppm以上，凯越翔建议你选择数字温补晶振(MCXO)。而模拟温补晶振则适用于稳定度要求在5ppm～0.5ppm之间的需求。VCXO只适合于稳定度要求在5ppm以下的产品。如果你的设备在不需要即开即用的环境下，如果需要信号稳定度超过0.1ppm的，可选用OCXO。 从频率稳定性方面考虑：晶体振荡器的主要特性之一是工作温度内的稳定性，它是决定振荡器价格的重要因素。稳定性愈高或温度范围愈宽，器件的价格亦愈高。工业级标准规定的-40～+75℃这个范围往往只是出于设计者们的习惯，倘若-30～+70℃已经够用，那么就不必去追求更宽的温度范围。所以设计工程师要慎密决定特定应用的实际需要，然后规定振荡器的稳定度。指标过高意味着花钱愈多。 晶体老化：造成频率变化的又一重要因素。根据目标产品的预期寿命不同，有多种方法可以减弱这种影响。晶体老化会使输出频率按照对数曲线发生变化，也就是说在产品使用的第一年，这种现象才最为显著。例如，使用10年以上的晶体，其老化速度大约是第一年的3倍。采用特殊的晶体加工工艺可以改善这种情况，也可以采用调节的办法解决，比如，可以在控制引脚上施加电压(即增加电压控制功能)等。 与稳定度有关的其他因素还包括电源电压、负载变化、相位噪声和抖动，这些指标应该规定出来。对于工业产品，有时还需要提出振动、冲击方面的指标，军用品和宇航设备的要求往往更多，比如压力变化时的容差、受辐射时的容差，等等。 输出：必须考虑的其它参数是输出类型、相位噪声、抖动、电压特性、负载特性、功耗、封装形式，对于工业产品，有时还要考虑冲击和振动、以及电磁干扰(EMI)。晶体振荡器可HCMOS/TTL兼容、ACMOS兼容、ECL和正弦波输出。每种输出类型都有它的独特波形特性和用途。应该关注三态或互补输出的要求。对称性、上升和下降时间以及逻辑电平对某些应用来说也要作出规定。许多DSP和通信芯片组往往需要严格的对称性(45%至55%)和快速的上升和下降时间(小于 5ns)。 相位噪声和抖动：在频域测量获得的相位噪声是短期稳定度的真实量度。它可测量到中心频率的1Hz之内和通常测量到1MHz。晶体振荡器的相位噪声在远离中心频率的频率下有所改善。TCXO和OCXO振荡器以及其它利用基波或谐波方式的晶体振荡器具有最好的相位噪声性能。采用锁相环合成器产生输出频率的振荡器比采用非锁相环技术的振荡器一般呈现较差的相位噪声性能。 抖动与相位噪声相关，但是它在时域下测量。以微微秒表示的抖动可用有效值或峰—峰值测出。许多应用，例如通信网络、无线数据传输、ATM和SONET要
晶振基础知识
晶振基础知识
晶振基础知识（第一版） 摘要：本文简单介绍了晶体谐振器和晶体振荡器的结构，工作原理，振荡器电路的分类，晶体振荡器的分类，晶振类器件的主要参数指标和石英晶体基本生产工艺流程。 一、振荡电路的定义，构成和工作原理 (3) 二. 晶体振荡器分类： (23) 三、石英晶体谐振器主要参数指标 (27) 四、石英晶体振荡器主要参数指标 (30) 五．石英晶体基本生产工艺流程 (43)
一、振荡电路的定义，构成和工作原理 1. 振荡器：不需外加输入信号，便能自行产生输出信号的电路，通常也被成为。 2. 振荡器构成：谐振器（选频或滤波）+驱动（谐振）电路构成振荡器电路。 3. 谐振器的种类有：RC谐振器，LC并联谐振器，陶瓷谐振器，石英（晶体）谐振器，原子谐振器，MEMS（硅）振荡器。本文只讨论石英晶体谐振器。石英谐振器的结构 石英谐振器，它由石英晶片、电极、支架和外壳等部分组成。它的性能与晶片的切割方式、尺寸、电极的设置装架形式，以及加工工艺等有关。其中，晶片的切割问题是设计时首先要考虑的关键问题。由于石英晶体不是在任何方向都具有单一的振动模式（即单频性）和零温度系数，因此只有沿某些方向切下来的晶片才能满足设计要求。
普通晶振内部结构 Base Mounting clips Bonding area Electrodes Quartz blank Cover Seal Pins Top view of cover Metallic electrodes Resonator plate substrate (the “blank”)
晶振电路知识讲解之晶体参数详解
晶振电路知识讲解之晶体参数详解 1. 晶振与晶体的区别晶振是有源晶振的简称，又叫晶体则是无源晶振的简称，也叫（无源）一般是直插两个脚的无极性元件，需要借助（有源）一般是表贴四个脚的封装，内部有时钟电路，只需供电便可产生振荡信号。一般分7050、5032、3225、2520几种封装形式。 2. MEMS硅晶振与石英晶振区别MEMS硅晶振采用硅为原材料，采用先进的半导体工艺 3. 晶体谐振器的等效电路 4. 关键参数4.1 标称频率4.2 调整频差4.3 温度频差在整个温度范围内工作频率相对于基准温度时工作频率的允许偏离。常用ppm表示。4.4 老化率指在规定条件下，由于时间所引起的频率漂移。这一指标对精密晶体是必要的，但它“没有明确的试验条件，而是由制造商通过对所有产品有计划抽验进行连续监督的，某些晶体元件可能比规定的水平要差，这是允许的”（根据IEC的公告）。老化问题的最好解决方法只能靠制造商和用户之间的密切协商。4.5 谐振电阻（Rr）指晶体元件在谐振频率处的等效电阻，当不考虑C0的作用，也近似等于所谓晶体的动态电阻R1或称等效串联电阻(ESR)。这个参数控制着晶体元件的品质因数，还决定所应用电路中的晶体振荡电平，因而影响晶体的稳定性以致是否可以理想的起振。所以它是晶体元件的一个重要指标参数。一般的，对于一给定频率，选用的晶体盒越小，ESR的平均值可能就越高；绝大多数情况，在制造过程中并不能预计具体某个晶体元件的电阻值，而只能保证电阻将低于规范中所给的最大值。4.6 负载谐振电阻（RL）指晶体元件与规定外部电容相串联，在负载谐振频率FL时的电阻。对一给定晶体元体，其负载谐振电阻值取决于和该元件一起工作的负载电容值，串上负载电容后的谐振电阻，总是大于晶体元件本身的谐振电阻。4.7 负载电容（CL）与晶体元件一起决定负载谐振频率FL的有效外界电容。晶体元件规范中的CL是一个4.8 静态电容（C0）等效电路静态臂里的电容。它的大小主要取决于电极面积、晶片厚度和晶片加工工艺。4.9 动态电容（C1）等效电路中动态臂里的电容。它的大小主要取决于电极面积，另外还和晶片平行度、微调量的大小有关。4.10 动态电感（L1）等效电路中动态臂里的电感。动态电感与动态电容是一对相关量。4.11 谐振频率（Fr）指在规定条件下，晶体元件电气阻抗为电阻性的两个
总结：晶振应用中常见问题及解决方法
总结：晶振应用中常见问题及解决方法 众所周知，在电子行业有这样一个形象的比喻：如果把MCU比作电路的“大脑”，那么晶振毫无疑问就是“心脏”了。同样，电路对“晶体晶振”(以下均简称：“晶振”)的要求也如一个人对心脏的要求一样，最需要的就是稳定可靠。晶振在电路中的作用就是为系统提供基本的频率信号，如果晶振不工作，MCU就会停止导致整个电路都不能工作。然而很多工程师对晶振缺乏足够的重视和了解，而一旦出了问题却又表现的束手无策，缺乏解决问题的思路和办法。 晶振不起振问题归纳 1、物料参数选型错误导致晶振不起振 例如：某MCU需要匹配6PF的32.768KHz，结果选用12.5PF的，导致不起振。 解决办法：更换符合要求的规格型号。必要时请与MCU原厂或者我们确认。 2、内部水晶片破裂或损坏导致不起振 运输过程中损坏、或者使用过程中跌落、撞击等因素造成晶振内部水晶片损坏，从而导致晶振不起振。 解决办法：更换好的晶振。平时需要注意的是：运输过程中要用泡沫包厚一些，避免中途损坏;制程过程中避免跌落、重压、撞击等，一旦有以上情况发生禁止再使用。 3、振荡电路不匹配导致晶振不起振 影响振荡电路的三个指标：频率误差、负性阻抗、激励电平。 频率误差太大，导致实际频率偏移标称频率从而引起晶振不起振。 解决办法：选择合适的PPM值的产品。 负性阻抗过大太小都会导致晶振不起振。 解决办法：负性阻抗过大，可以将晶振外接电容Cd和Cg的值调大来降低负性阻抗;负性阻抗太小，则可以将晶振外接电容Cd和Cg的值调小来增大负性阻抗。一般而言，负性阻抗值应满足不少于晶振标称最大阻抗3-5倍。 激励电平过大或者过小也将会导致晶振不起振 解决办法：通过调整电路中的Rd的大小来调节振荡电路对晶振输出的激励电平。一般而言，激励电平越小越好，处理功耗低之外，还跟振荡电路的稳定性和晶振的使用寿命有关。 4、晶振内部水晶片上附有杂质或者尘埃等也会导致晶振不起振
晶振的主要参数与对电路的影响
Crystal First Failure FL RR DLD2 RLD2 SPDB C0 C0/C1 C1 L ppm Ohms Ohms Ohms dB pF fF mH High Limit 20.0 80.0 8.0 80.0 -2.0 7.0 Low Limit -20.0 1.0 1 PASS 3.45 50.57 2.24 54.39 -4.66 3.83 3,744.84 1.0 2 10.75 2 PASS -5.84 32.05 4.18 36.30 -6.96 3.86 4,113.29 0.94 11.70 3 Fail DLD2 High 0.44 73.86 27.81 108.17 -3.59 3.74 3,613.27 1.03 10.63 4 Fail SPDB High -8.97 33.67 2.06 37.55 -0.44 3.92 5,538.01 0.71 15.54 5 PASS -1.27 40.11 1.65 42.75 -7.8 6 3.89 3,955.09 0.98 11.17 6 PASS -6.74 30.12 4.38 34.23 -9.58 3.81 3,608.85 1.06 10.42 7 PASS -3.52 41.97 1.52 42.86 -6.95 3.85 4,670.19 0.82 13.35 8 PASS 1.13 38.34 2.07 40.46 -4.15 3.88 5,017.95 0.77 14.23 9 PASS -7.01 21.31 0.73 21.80 -9.89 3.83 3,018.17 1.27 8.67 10 Fail DLD2 High -3.62 24.75 52.36 78.55 -10.30 3.86 2,943.39 1.31 8.37 晶振的等效电器模型 C0，是指以水晶为介质，由两个电极形成的电容。也称为石英谐振器的并联电容，它相当于以石英片为介质、以两电极为极板的平板电容器的电容量和支架电容、引线电容的总和。几~几十pF。 R1等效石英片产生机械形变时材料的能耗；几百欧 C1反映其材料的刚性,10^(-3)~ 10^(-4)pF L1大体反映石英片的质量.mH~H