那些被晶振傻傻忽悠的曾经
有关晶振的知识详解
晶振的工作原理是什么？ [标签：电子资料]石英晶体若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应，晶振就是根据压电效应研制而成。
如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。
在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC回路的谐振现象十分相似。
它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。
提问者：bangbanghoutai浏览次数：1539 提问时间：2007-12-08 15:55姓名：帮帮笔名：bangbanghoutai等级：副连长 (三级)回答数： 6395 次通过率： 43.47%主营行业：精细化学品公司：擅长领域：阿里旺旺雅虎实战案例答案收藏答案收藏答案分享给好友最新回答者：woyige等级：列兵 (一级)回答的其他贡献者：woyige>>目录∙1、石英晶体振荡器的结构∙2、压电效应∙3、符号和等效电路∙4、谐振频率∙5、石英晶体振荡器类型特点∙6、石英晶体振荡器的主要参数∙7、石英晶体振荡器的发展趋势∙8、石英晶体振荡器的应用1、石英晶体振荡器的结构编辑本段石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本构成大致是：从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。
其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。
下图是一种金属外壳封装的石英晶体结构示意图。
2、压电效应编辑本段若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形。
反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应。
晶振的工作原理
晶振的工作原理
晶振（Oscillator）是一种用来生成稳定的时钟信号的电子元件。
其工作原理主要基于谐振现象。
晶振通常由晶体和驱动电路组成。
晶体是晶振的核心部件，一般使用石英晶体。
晶振驱动电路提供激励信号，激励晶体产生振荡。
该电路一般由几个主要组成部分组成：放大电路、反馈电路和调谐电路。
具体工作原理如下：
1. 激励信号：由驱动电路通过提供适当的激励信号来引发晶体振荡。
这个激励信号可以是电压脉冲、电流脉冲或连续信号，其频率通常在晶体的共振频率附近。
2. 晶体共振：晶体共振是指在特定频率下，晶体的振荡达到最大幅度的状态。
晶体的共振频率是由晶体的物理特性决定的，例如晶体的尺寸、形状和材料等。
晶振的频率通常设计为晶体的共振频率。
3. 反馈电路：晶体振荡产生的信号经过放大电路被反馈到晶体上，使晶体持续振荡。
放大电路可以将晶体输出的微弱信号放大到足够的幅度，以供后续电路使用。
4. 调谐电路：调谐电路用来微调晶振的频率，以使其与所需的时钟频率完全匹配。
调谐电路通常由电容和电感等元件组成，通过改变这些元件的数值，可以微调晶振的频率。
通过以上过程，晶振能够产生一个稳定、精确的时钟信号，用于驱动各种电子设备的工作。
这些设备需要准确的时钟信号来同步各个部件的操作。
晶振的工作原理
晶振的工作道理：晶振是晶体振荡器的简称,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收集,电工学上这个收集有两个谐振点,以频率的高下分个中较低的频率是串联谐振,较高的频率是并联谐振.因为晶体自身的特征致使这两个频率的距离相当的接近,在这个极窄的频率规模内,晶振等效为一个电感,所以只要晶振的两头并联上适合的电容它就会构成并联谐振电路.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,因为晶振等效为电感的频率规模很窄,所以即使其他元件的参数变更很大,这个振荡器的频率也不会有很大的变更.晶振的参数：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.晶振的运用：一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器（留意是放大器不是反相器）的两头接入晶振,再有两个电容分离接到晶振的两头,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当等于负载电容,请留意一般IC的引脚都有等效输入电容,这个不克不及疏忽.一般的晶振的负载电容为15p或12.5p ,假如再斟酌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）的英文名称不合,无源晶振为crystal（晶体）,而有源晶振则叫做oscillator（振荡器）.无源晶振须要借助于时钟电路才干产生振荡旌旗灯号,自身无法振荡起来,所以“无源晶振”这个说法其实不精确;有源晶振是一个完全的谐振振荡器.晶振的种类：谐振振荡器包含石英（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配合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,会使晶体产活力械变形;反之,若在极板间施加机械力,又会在响应的偏向上产生电场,这种现象称为压电效应.如在极板间所加的是交变电压,就会产活力械变形振动,同机会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固的.但当外加交变电压的频率与晶片的固有频率（决议于晶片的尺寸）相等时,机械振动的幅度将急剧增长,这种现象称为压电谐振,是以石英晶体又称为石英晶体谐振器. 其特色是频率稳固度很高.晶振的万用表测试办法：小技能：没有示波器情形下若何测量晶振是否起振?可以用万用表测量晶振两个引脚电压是否是芯片工作电压的一半,比方工作电压是5V则测出的是否是2.5V阁下.别的假如用镊子碰晶体别的一个脚,这个电压有显著变更,证实是起振了的.小窍门：就是弄一节1.5V的电池接在晶振的两头把晶振放到耳边细心的听,当听到哒哒的声音那就解释它起振了,就是好的嘛！把万用表拨在R×10K挡,测量石英晶体两引脚间的电阻值应为无限大.假如测量出的电阻值不是无限大甚至接近于零,则解释被测晶体漏电或击穿.这种办法只能测晶体是否漏电,假如晶体内部消失断路,电阻法就力所不及了,此时必须采取下面介绍的办法2 .克己测试器按图所示电路,焊接一个简略单纯石英晶体测试器,就可以精确地测试出晶体的利害.图中XS1.XS2两个测试插口可用小七脚或小九脚电子管管座中拆下来的插口.LED发光管选择高亮度的较好.检测石英晶体时,把石英晶体的两个管脚拔出到XS1和XS2两个插口中,按下开关SB,假如石英晶体是好的则由三极管VT1.C1.C2等元器件构成的震动电路产生震动,震动旌旗灯号经C3耦合至VD2检波,检波后的直流旌旗灯号电压使VT2导通,于是接在VT2集电极回路中的LED发光,指导被测石英晶体是好的,假如LED不亮,则解释被测石英晶体是坏的.本测试器测试石英晶体的频率很宽,但最佳工作频率为几百千赫至几十兆赫.一个简略单纯石英晶体测试器晶振的稳固性指标总频差：在划定的时光内,因为划定的工作和非工作参数全体组合而引起的晶体振荡器频率与给定标称频率的最大误差.解释：总频差包含频率温度稳固度.频率老化率造成的误差.频率电压特征和频率负载特征等配合造成的最大频差.一般只在对短期频率稳固度关怀,而对其他频率稳固度指标不严厉请求的场合采取.例如：周详制导雷达.频率稳固度：任何晶振,频率不稳固是绝对的,程度不合罢了.一个晶振的输出频率随时光变更的曲线如图2.图中表示出频率不稳固的三种身分：老化.飘移和短稳.图2 晶振输出频率随时光变更的示意图曲线1是用0.1秒测量一次的情形,表示了晶振的短稳;曲线3是用100秒测量一次的情形,表示了晶振的漂移;曲线4 是用1天一次测量的情形.表示了晶振的老化.频率温度稳固度：在标称电源和负载下,工作在划定温度规模内的不带隐含基准温度或带隐含基准温度的最大许可频偏.ft=±(fmax-fmin)/(fmax+fmin)ftref ＝±MAX[｜(fmax-fref)/fref｜,｜(fmin-fref)/fref｜] ft：频率温度稳固度(不带隐含基准温度)ftref：频率温度稳固度(带隐含基准温度)fmax ：划定温度规模内测得的最高频率fmin：划定温度规模内测得的最低频率fref：划定基准温度测得的频率解释：采取ftref指标的晶体振荡器其临盆难度要高于采取ft指标的晶体振荡器,故ftref指标的晶体振荡器售价较高.开机特征（频率稳固预热时光）：指开机后一段时光(如5分钟)的频率到开机后另一段时光(如1小时)的频率的变更率.暗示了晶振达到稳固的速度.这指标对经常开关的仪器如频率计等很有效.解释：在多半运用中,晶体振荡器是长期加电的,然而在某些运用中晶体振荡器须要频仍的开机和关机,这时频率稳固预热时光指标须要被斟酌到（尤其是对于在刻薄情形中运用的军用通信电台,当请求频率温度稳固度≤±0.3ppm(-45℃～85℃),采取OCXO作为本振,频率稳固预热时光将许多于5分钟,而采取MCXO只须要十几秒钟).频率老化率：在恒定的情形前提下测量振荡器频率时,振荡器频率和时光之间的关系.这种长期频率漂移是由晶体元件和振荡器电路元件的迟缓变更造成的,是以,其频率偏移的速度叫老化率,可用规准时限后的最大变更率（如±10ppb/天,加电72小时后）,或划定的时限内最大的总频率变更（如：±1ppm/（第一年）和±5ppm/（十年））来暗示.晶体老化是因为在临盆晶体的时刻消失应力.污染物.残留气体.构造工艺缺点等问题.应力要经由一段时光的变更才干稳固,一种叫“应力抵偿”的晶体切割办法（SC切割法）使晶体有较好的特征.污染物和残留气体的分子会沉积在晶体片上或使晶体电极氧化,振荡频率越高,所用的晶体片就越薄,这种影响就越厉害.这种影响要经由一段较长的时光才干逐渐稳固,并且这种稳固跟着温度或工作状况的变更会有重复——使污染物在晶体概况再度分散或疏散.是以,频率低的晶振比频率高的晶振.工作时光长的晶振比工作时光短的晶振.持续工作的晶振比断续工作的晶振的老化率要好.解释：TCXO的频率老化率为：±0.2ppm～±2ppm（第一年）和±1ppm～±5ppm（十年）（除特别情形,TCXO很少采取天天频率老化率的指标,因为即使在试验室的前提下,温度变更引起的频率变更也将大大超出温度抵偿晶体振荡器天天的频率老化,是以这个指标掉去了现实的意义）. OCXO的频率老化率为：±0.5ppb～±10ppb/天（加电72小时后）,±30ppb～±2ppm（第一年）,±0.3ppm～±3ppm（十年）.短稳：短期稳固度,不雅察的时光为1毫秒.10毫秒.100毫秒.1秒.10秒.晶振的输出频率受到内部电路的影响(晶体的Q值.元器件的噪音.电路的稳固性.工作状况等)而产生频谱很宽的不稳固.测量连续串的频率值后,用阿伦方程盘算.相位噪音也同样可以反应短稳的情形(要有专用仪器测量).重现性：界说：晶振经长时光工作稳固后关机,停机一段时光t1(如24小时),开机一段时光t2(如4小时),测得频率f1,再停机统一段时光t1,再开机统一段时光t2,测得频率f2.重现性=(f2-f1)/f2.频率压控规模：将频率掌握电压从基准电压调到划定的终点电压,晶体振荡器频率的最小峰值转变量.解释：基准电压为＋2.5V,划定终点电压为＋0.5V和＋4.5V,压控晶体振荡器在＋0.5V频率掌握电压时频率转变量为-2ppm,在＋4.5V频率掌握电压时频率转变量为＋2.1ppm,则VCXO电压掌握频率压控规模暗示为：≥±2ppm(2.5V±2V),斜率为正,线性为+2.4%.压控频率响应规模：当调制频率变更时,峰值频偏与调制频率之间的关系.通经常运用划定的调制频率比划定的调制基准频率低若干dB暗示.解释：VCXO频率压控规模频率响应为0～10kHz.频率压控线性：与幻想（直线）函数比拟的输出频率-输入掌握电压传输特征的一种量度,它以百分数暗示全部规模频偏的可许可非线性度.解释：典范的VCXO频率压控线性为：≤±10%,≤±20%.简略的VCXO 频率压控线性盘算办法为(当频率压控极性为正极性时)：频率压控线性＝±((fmax-fmin)/ f0)×100%fmax：VCXO在最大压控电压时的输出频率fmin：VCXO在最小压控电压时的输出频率f0：压控中间电压频率单边带相位噪声￡(f)：偏离载波f处,一个相位调制边带的功率密度与载波功率之比.输出波形：从大类来说,输出波形可以分为方波和正弦波两类.方波重要用于数字通信体系时钟上,对方波重要有输出电平.占空比.上升/降低时光.驱动才能等几个指标请求.跟着科学技巧的缓慢成长,通信.雷达和高速数传等相似体系中,须要高质量的旌旗灯号源作为日趋庞杂的基带信息的载波.因为一个带有寄生调幅及调相的载波旌旗灯号（不清洁的旌旗灯号）被载有信息的基带旌旗灯号调制后,这些幻想状况下不该消失的频谱成份（载波中的寄生调制）会导致所传输的旌旗灯号质量及数传误码率显著变坏.所以作为所传输旌旗灯号的载体,载波旌旗灯号的清洁程度（频谱纯度）对通信质量有着直接的影响.对于正弦波,平日须要供给例如谐波.噪声和输出功率等指标.晶振的运用：图3为红外线发射出电路.图4为晶振式发射机电路.电路中Ｊ.ＶＤ１.Ｌ１.Ｃ３～Ｃ５.Ｖ１构成晶体振荡电路.因为石英晶体Ｊ的频率稳固性好,受温度影响也较小,所以普遍用于无绳德律风及ＡＶ调制器中.Ｖ１是２９～３６ＭＨｚ晶体振荡三极管,发射极输出含有丰硕的谐波成分,经Ｖ２放大后,在集电极由Ｃ７.Ｌ２构成谐振于８８～１０８ＭＨｚ的收集选出３倍频旌旗灯号（即８７～１０８ＭＨｚ的旌旗灯号最强）,再经Ｖ３放大,Ｌ３.Ｃ９选频后得到较幻想的调一再段旌旗灯号.频率调制的进程是如许的,音频电压的变更引起ＶＤ１极间电容的变更,因为ＶＤ１与晶体Ｊ串联,晶体的振荡频率也产生渺小的变更,经三倍频后,频偏是２９～３６ＭＨｚ晶体频偏的３倍.现实运用时,为获得适合的调轨制,可选择调制频偏较大的石英晶体或陶瓷振子,也可以采取电路稍庞杂的６～１２倍频电路.若输入的音频旌旗灯号较弱,可加上一级电压放大电路.图5是晶振在时基振荡电路555的运用.晶振在门电路中晶振两种经常运用的接法：1.这种接法的长处就是起振轻易,顺应频率规模比较宽.具体频率规模本身不记得了.2.这种接法的长处接法简略,缺点是不那么轻易起振,C1,C2要适合.。
晶体振荡原理
石英晶体、晶振介绍文摘2010-10-25 23:36:39 阅读50 评论0 字号：大中小订阅石英晶体振荡器是高精度和高稳定度的振荡器，被广泛应用于彩电、计算机、遥控器、手机等各类振荡电路中，以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。
可以说只要需要稳定时钟的地方，就必需要有晶体振荡器。
一：认识晶体、晶振常见晶体振荡器有两类，一类是无源晶体，也叫无源晶振，另一类是有源晶振，也叫钟振。
无源晶体外形如下图：（HC-49S 插脚）（HC-49S/SMD 贴片）无源晶体以以上两种封装的晶体最为常用，广泛应用于普通设备上，尤其是嵌入式设备，若对体积大小有要求，可以选择更小的贴片封装，如下图：（XG5032 贴片）（XS3225 贴片1，3脚有效，2，4脚为空脚）当前消费类电子如手机，MP4，笔记本等，XS3225封装最为常用。
具体关于晶体的封装及参数信息，请参考国内最大的高端晶体晶振厂家：浙江省东晶电子股份有限公司网站提供的信息：/product.aspx/23无源晶体说穿了就是封装了一下晶体，在晶体两面镀上电极引出两根线即可，那么有源晶振就是在无源晶体的基础上加了一个晶体振荡电路，，比如采用一个74HC04或者54HC04之类的非门与晶体勾通三点式电容振荡电路，所以它具有电源，地，时钟输出三个脚，有些还会增加一个脚，就是晶振工作控制脚，当不需要工作的时候，可以关掉晶振降低功耗。
如下图：（OS3225 与XS3225外形一样，只是脚位定义不同1：EN控制脚，2：GND地，3：OUT信号输出，4：VCC电源，一般为3.3V 或者5V）。
晶振内部振荡电路等效图如下：非门5404的输出脚2就是信号输出脚。
二：晶体振荡电路原理分析（本篇由东晶电子网上独家代理创易电子提供技术文档）我们以最常见得MCU振荡电路为例,参考电路如下：很多人做MCU51单片机得时候，不明白晶体两边为什么要加两个电容，大小一般在15pF～33pF之间，有些特殊的，还需要在晶体上并联一个大电阻，一般老师的解释是提高晶体振荡电路的稳定性，有助于起振,而对于其根本原理没有解释。
晶体、晶振,别再傻傻分不清楚了
晶体、晶振，别再傻傻分不清楚了晶体和晶振的区别这个问题，困扰着大部分刚参加工作的硬件工程师。
名字不一样晶体，就是晶体，Crystal。
简写为XTAL晶振，是晶体振荡器，Crystal Oscillator。
简写为XO一个没供电，一个有供电晶体自己振不起来，需要加外部电路才能输出时钟信号（需要用晶体的芯片内部都有振荡电路）晶振只要通电就能振荡，并输出时钟信号。
其内部自带振荡电路。
有时候晶体被叫做无源晶体，晶振被叫做有源晶体。
虽然这个说法不够准确，但也足够形象的体现出晶体和晶振的差别：晶体不需要供电，晶振需要供电。
一个双端输出，一个单端输出硬件电路设计上的区别：晶体没有供电，但有输入和输出两个脚。
晶振有供电，只有一个输出。
一个没方向，一个有方向晶体没有方向，正着反着都能焊都能用。
晶振有方向，因为只有一个输出脚，焊反了就输出不到芯片了。
虽然在使用晶体的芯片上会标注XTAL_IN和XTAL_OUT，但只是针对芯片内部起振电路而标的，和外部的晶体没关系。
晶体本身就是个薄片片，正着反着的压电效应都一样。
使用晶振的芯片上一般会标注XTAL_IN或者只标XTALCLOCK之类的标识，只有一个脚。
总之把晶振的输出脚接上去就好了。
两个脚的一定是晶体，4个脚的两者都有可能晶体，只需要一个薄片状的水晶片就可以振荡起来。
所以一个水晶片的两个脚，就是晶体的最少的引脚。
小尺寸的带2个地脚，用于把晶体的外壳接地屏蔽。
晶振，至少需要电源、地、时钟输出，至少要三个脚。
再来一个压控脚，就是4个脚了。
看下面几张电路图，就能明显的看出来差别了。
双频WIFI模块使用的37.4MHz晶体，外置负载电容。
（有些芯片把负载电容内置了，就不需要加外面的了）（不同的晶体对负载电容的要求不同！）骁龙625平台使用的也是晶体，虽然手机平台使用温补晶振（TCXO）会更好一些，但是高通还是特立独行的使用了带有温度反馈的晶体，结合内部的振荡电路和算法，自己搭了一个温补晶振。
晶振的原理及特性
我们常说的晶振一般叫做晶体谐振器，是一种机电器件，是用电消耗很小的石英晶体经精细切割磨削并镀上电极焊上引线做成。
这种晶体有一个很重要的特征，假如给他通电，他就会产活力械振荡，反之，假如给他机械力，他又会产生电，这种特征叫机电效应。
他们有一个很重要的特色，其振荡频次与他们的形状，资料，切割方向等亲密有关。
因为石英晶体化学性能特别稳固，热膨胀系数特别小，其振荡频次也特别稳固，因为控制几何尺寸能够做到很精细，所以，其谐振频次也很正确。
依据石英晶体的机电效应，我们能够把它等效为一个电磁振荡回路，即谐振回路。
他们的机电效应是机-电-机-电....的不停变换，由电感和电容构成的谐振回路是电场-磁场的不停变换。
在电路中的应用其实是把它看作一个高Q值的电磁谐振回路。
因为石英晶体的消耗特别小，即Q值特别高，做振荡器用时，能够产生特别稳固的振荡，作滤波器用，能够获取特别稳固和陡削的带通或带阻曲线。
无源晶体与有源晶振的差别、应用范围及用法：1、无源晶体——无源晶体需要用DSP片内的振荡器，在datasheet上有建议的连结方法。
无源晶体没有电压的问题，信号电平是可变的，也就是说是依据起振电路来决定的，相同的晶体能够合用于多种电压，可用于多种不一样时钟信号电压要求的DSP，并且价钱往常也较低，所以关于一般的应用假如条件同意建议用晶体，这特别适合于产品线丰富批量大的生产者。
无源晶体有关于晶振而言其缺点是信号质量较差，往常需要精准般配外头电路（用于信号般配的电容、电感、电阻等），改换不一样频次的晶体时周边配置电路需要做相应的调整。
建议采纳精度较高的石英晶体，尽可能不要采纳精度低的陶瓷警惕。
2、有源晶振——有源晶振不需要DSP的内部振荡器，信号质量好，比较稳固，并且连结方式相对简单（主假如做好电源滤波，往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。
有源晶振往常的用法：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。
晶振的工作原理
晶振的工作原理：晶振是晶体振荡器的简称，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。
晶振的参数：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。
晶振的应用：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。
晶振的种类：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。
晶振系列讲座之一：晶振的作用与原理
电子元件晶振系列讲座之一：晶振的作用及原理随着计算机的发展，数字电路得到越来越广泛的应用。
晶振作为数字电路中常用的时钟元件,得到越来越广泛的应用。
晶振的全称是叫晶体震荡器，在数字系统里晶振的作用非常大，它和主板电路相配合产生单片机数字电路运行所需的最基础的时钟震荡频率，数字电路的运行都是建立在这个时钟频率基础上的，晶振所提供的时钟频率一定要跟单片机，数字电路所推荐的频率相符。
原理：晶体是指其中的原子、分子、或离子以规则、重复的模式朝各个方向延伸的一种固体。
晶体与几乎所有的弹性物质都具有自然共振频率，透过适当的传感器可加以利用。
例如钢铁具有良好弹性、音速快，在石英晶体大量应用以前，钢铁被用作机械式滤波器。
共振频率取决于晶体的尺寸、形状、弹性、与物质内的音速。
高频用的晶体通常是切成简单的形状，如方形片状。
典型的低频用晶体则常切成音叉形，例如手表用的那种。
如不需要太高的精确度，则也可以使用陶瓷谐振器取代石英晶体谐振器。
运用石英晶体上的电极对一颗被适当切割并安置的石英晶体施以电场时，晶体会产生变形。
这就是压电效应。
压电效应示意图当外加电场移除时，石英晶体会恢复原状并发出电场，因而在电极上产生电压。
这样的特性造成石英晶体在电路中的行为，类似于某种电感器、电容器、与电阻器所组合成的RLC电路。
组合中的电感电容谐振频率则反映了石英晶体的实体共振频率。
石英晶体的优点是在温度变化时，影响震荡频率的弹性系数与尺寸变化轻微，因而在频率特性上表现稳定。
共振的特性还取决于振动模式与石英的切割角度(相对于晶轴而言)，目前常用的是AT 切割，它的振荡是厚度剪切(thickness shear)振荡模式。
此外，在需要高精密度与稳定性的严格场合，石英晶体会放置于恒温箱与吸振容器内，以防止外部温度与震动的干扰。
利用石英晶体的这种特性，通过技术的不断改进，开发出具有固定频率输出的元器件—半导体石英晶体振荡器。
下一节，我们将继续介绍目前晶振的种类和不同封装形式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
那些被晶振傻傻忽悠的曾经 前不久，有个客户打电话抱怨说到，产品生产出来后，时间一会儿走一会儿不走的，由于他不懂，所以很着急。
他工厂是生产电子表的，在他当时提出这个问题，时钟突然停止工作什么原因造成的呢？后而又立马随即而出的指向了晶振的问题，因为晶振是各板卡的心跳发生器，
说为什要卧装，而不像电解电容那样直立安装呢？直立安装岂不省事多了吗？而且还用一个倒U 型卡子焊在主板上，这不是其外壳应接地吗？轻轻一按则晶振与卡子间还会出现很大的间隙。
大家都一致认可很有可能是晶振的安装方式不正确，最后实验得出结论，部分板卡是这个原因。
其实提出这个问题，最主要还是看你是什么板卡，什么样的IC ，当然 时间存在偏差主要是频率有偏差，1PPM 的频率偏差换算成天时间误差就是0.0864S。
那么如果需要时间误差要做到准确就最好晶振两端的电容要按正常配比焊接，同时要晶振供应商帮忙通过QWA 检测找最好的0误差PPM 值，按0误差的标准来指定供货的频率范围。
20PPM 的标准误差一个月60秒，这还要根据所指向的IC 和线路设计，匹配要求对不上偏差可能还会大一点。
差范围内。
最好按照所提供的数据来，如果没有，一般是30pF 左右。
太小了不容易起振。
在某些情况下，也可以通过调整这两个电容的大小来微调振荡频率，当然可调范围一般在10ppm 量级。
晶振的匹配电容的主要作用是匹配晶振和振荡电路，使电路易于启振并处于合理的激励态下，对频率也有一定的“微调”作用。
对MCU ，正确选择晶振的匹配电容，
关键是微调晶体的激励状态，避免过激励或欠激励，前者使晶体容易老化影响使用寿命并导致振荡电路EMC 特性变劣，而后者则不易启振，工作亦不稳定，所以正确地选择晶体匹配电容是很重要的。
关于晶振时振时不振，其实无非是晶振负载与两端电容不匹配造成频率偏差太大，或者说晶振本身就存在着问题，寄生、阻抗值波动大、内部焊点不牢等。
或遇晶振装板上不行时，用电热风吹一下或者拆下来重新装上去又可以了，其实这完全关系到晶振负载与两端电容不匹配造成频率偏差太大。
然而在这里，电热风实际上是起到了改变了线路的杂散电容的作用。
许多工程师开始纠结于此了，晶振的负载与晶振两端的电容如何匹配呢？其实很简单，用个科学计算的方程式来推算，就是CL=(C1*C2)/(C1+C2)+C ”，其中CL 指的是晶振的负载电容值， C1 C2指的是晶振两端的电容值，C ”指的是线路杂散电容。
的结果只会导致因焊接时间太长将晶振内部的焊点融化，内部结构晶片倾斜碰壳而短路。
然而最好的方法是PCB 板上设有两个针孔使用铜线捆绑晶振，或者使用橡胶粘结剂进行。
晶振弯脚时随意弯曲，最佳的弯曲是用手指捏住圆柱晶体的外壳，用镊子夹住离晶体基座底部3mm 以上的引线处，用镊子夹住弯曲引线成90°，不要用力拉引线。
用力拉引线可能造成引线根部的玻璃子破裂，而产生漏气导致电气性能损坏。
如果漏气了晶振也就基本上是不能用了。
因为焊接时有阻焊剂等脏污就选择使用超声波清洗PCBA 板：经超声波清洗或超声波焊接会影响和损坏石英晶体的内部结构甚至晶片破损。
晶振起振时间长，开机不振关机再开机就起振，耗电量大成品电池不耐用。
这主要是晶振的电阻太大造成的，低电压下晶振就无法起振了。