石英晶体振荡器的分类与常用的检测方法介绍
石英晶体振荡器的分类与常用的检测方法介绍
石英晶体振荡器简称石英晶体，俗称为晶振，它是利用具有压电效应的石英晶体片制成的。
这种石英晶体薄片受到外加交变电场的作用时会产生机械振动，当交变电场的频率与石英晶体的固有频率相同时，振动便变得很强烈，这就是晶体谐振特性的反应。
利用这种特性，就可以用来稳定频率和选择频率，取代LC（线圈和电容）谐振回路、滤波器等。
石英晶体振荡器是一种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、为数据处理设各产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。
石英谐振器因具有极高的频率稳定性，故主要用在要求频率十分稳定的振荡电路中作谐振元件或频率基准（将石英晶体作为振荡回路组件，组成晶体振荡器，产生时钟信号基频的器件），如彩电的色副载波振荡器、电子钟表的时基振荡器及游戏机中的时钟脉冲振荡器等。
石英晶体成本较高，故在要求不太高的电路中一般采用陶瓷谐振元件。
1 石英晶体振荡器的分类。
石英晶体振荡器检验标准
五、贮存
石英晶体应贮存在-10~+40℃，相对湿度不大于80%，周围空气无酸、碱性
及其他有害气体的库房中。此项仅为库房存储要求，不作进料检验项目。
六、执行标准
1．以上二、三检验项目的样本大小参照执行GB2828-87一般检验水平Ⅱ。
2．允收品质水平执行GB2828-87 AQL 0.40%。
注：此文件参照GB 12274-90编写，其中内容，根据公司实际情况略有改动。
执行部门：责任人签名：
制度
石英晶体进料验收方法
签发
签发日期
文件编号
总页码
1
内
容
一、外包装的检测
1．目检石英晶体的包装。
A．石英晶体一般分为外包装和内包装。包装应有防潮防震措施。
B．包装箱和盒内应有装箱单、产品合格证、产品说明书、包装盒上应有标签，外包装箱应标有“小心”，“轻放”字样和防雨符号。
2．产品标签
包装上的标签字体应均匀清晰，且注明品名、品牌、产地、频率、封装、数
量、精度、生产日期。
二、பைடு நூலகம்观
目检振荡器外形、结构。
1．表面涂覆应完整，无锈蚀、花纹、起泡、起皮和较重的花印。
2．产品标志应正确、清晰，且用沾水的棉球擦三次仍清晰。
三、外形尺寸
用游标卡尺检验晶体的外形尺寸。其主体长度、宽度、厚度应符合要求。
四、电气参数
1．用频率计检测晶体的室温频差及范围，精度应符合其标称值。
石英晶体振荡器简介
石英晶体振荡器简介撰文：张严顺石英晶体振荡器是以石英晶体谐振器为母体加以应用的制品，简称晶振。
石英晶体谐振器满足普通电子产品要求完全可以胜任，但随着构造系统及机器的高精度化要求，自己设计振荡回路再与石英晶体谐振器配合，采用调整的方法来满足使用要求已不合适宜，不仅不适合量产化，同时成本也比较高，因此石英晶体振荡器单体化的出现就解决了很多问题，其特点是：1、不必调整石英晶体谐振器的频率特性而可直接引用；2、可得到石英晶体谐振器理论上的频率温度特性以上的稳定度；3、在振荡回路上附加其它机能使其多元化。
石英晶体振荡器的种类最基本的四种石英晶体振荡器如下：1、基本石英晶体振荡器（SPXO）不施以温度控制及温度补偿，频率温度特性依靠石英晶体谐振器本身的稳定性。
2、温度补偿石英晶体振荡器（TCXO）附加温度补偿回路，减少其频率因周围温度变动而变化的石英晶体振荡器。
3、电压控制石英晶体振荡器（VCXO）控制外来的电压，使输出频率能够变化或调变的石英晶体振荡器。
4、恒温槽式石英晶体振荡器（OCXO）以恒温槽保持石英晶体振荡器或石英晶体谐振器在一定温度，控制其输出频率在周围温度下也能保持极小变化量的石英晶体振荡器。
当然随着技术的发展和要求越来越高，其它功能的多元化石英晶体振荡器也应运而生并得到快速发展。
石英晶体振荡器的频率稳定度石英晶体振荡器的频率稳定度分以下几个方面来考量：1、频率温度稳定度（温度特性）；2、频率长期的稳定度（频率老化特性）；3、频率短期的稳定度（时间领域、频率领域及相位杂讯特性）。
通常第1项比第2、3项重要，需要靠温度补偿或恒温槽来稳定频率，而第2项主要是根据石英晶体谐振器的设计及制造工艺来保证，第3项则决定于振荡回路的设计。
如何确认晶振是否起振，示波器测试晶振的方法
如何确认晶振是否起振，示波器测试晶振的方法晶体振荡器是指从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片），石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振；而在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器。
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。
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。
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。
晶振是否起振的判断1、判断方法很多，用示波器看波形是最直接的，用数字万用表的电压档测电压也行，因晶振波形的占空比为50％，所以测得的平均电压为1/2Vcc左右，对于51单片机，在使用外置程序存储器的时候还可以测PSEN引脚或P0口引脚的电压或波形，只有晶振电路正常工作，那些引脚才会有信号输出，但现在很少采用片外扩展存储器，所以测晶体两端的电压或波形即可，只是晶振电路设计不良时，测试设备的引入有可能导致停振。
2、晶体两端的电压差不是平均电压差，虽然事实上因外电路的影响，晶体两端的电压可能会有差别，但这不是判断晶振是否起振的依据，也不是晶振电路正常工作的条件。
至于一高一低没有工作是指一端为Vcc或接近Vcc，另一端为0或接近0，这时晶振电路当然没有起振，否则50％的占空比势将平均电压拉到1/2Vcc左右，但这么表达是不确切的，搞技术应该尽量定量精确描述。
3、听声音判断晶振是否起振不可靠，晶体的振荡频率远超人耳能够听见的频率上限，有时能够听到反而是有问题的，说明晶体质量不佳，更多的时候，正常工作的晶体是不会发出任何人耳能听到的声音的，有时声音来自外电路元件4、单片机的两个信号输入脚一个是19脚（XTAL1）一个是18脚（XTAL2）对应单片机内部的电路是高增益放大器，当外面接晶振的时候，19脚对应高增益放大器的输入端，18脚对应高增益放大器的输出端，所以你测量的时候应该是高增益输出端有信号也就是18脚51单片机振荡电路在MCS－51单片机片内有一个高增益的反相放大器，反相放大器的输入端为XTAL1，输出端为XTAL2，由该放大器构成的振荡电路和时钟电路一起构成了单片机的时钟方式。
石英晶体振荡器的分类与常用的检测方法介绍
石英晶体振荡器的分类与常用的检测方法介绍 石英晶体振荡器简称石英晶体，俗称为晶振，它是利用具有压电效应的石英晶体片制成的。
这种石英晶体薄片受到外加交变电场的作用时会产生机械振动，当交变电场的频率与石英晶体的固有频率相同时，振动便变得很强烈，这就是晶体谐振特性的反应。
利用这种特性，就可以用来稳定频率和选择频率，取代LC（线圈和电容）谐振回路、滤波器等。
石英晶体振荡器是一种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、为数据处理设各产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。
石英谐振器因具有极高的频率稳定性，故主要用在要求频率十分稳定的振荡电路中作谐振元件或频率基准（将石英晶体作为振荡回路组件，组成晶体振荡器，产生时钟信号基频的器件），如彩电的色副载波振荡器、电子钟表的时基振荡器及游戏机中的时钟脉冲振荡器等。
石英晶体成本较高，故在要求不太高的电路中一般采用陶瓷谐振元件。
1 石英晶体振荡器的分类 石英晶体振荡器按精度（或频率稳定度）可分为普通石英晶体振荡器、精密石英晶体振荡器、中精密石英晶体振荡器和高精密石英晶体振荡器；按封装结构及外形可分为金属外壳晶体振荡器、玻璃外壳晶体振荡器、胶木壳晶体振荡器和塑料外壳晶体振荡器，金属外壳封装的石英晶体振荡器又有锡焊、冷压焊和电阻焊三种；按引出电极数目可分为双电极（二端）型晶体振荡器、三电极（三端）型晶体振荡器和四电极（四端）型晶体振荡器；按用途可分为彩色电视机用晶体振荡器、影碟机用晶体振荡器、无线通信用晶体振荡器、电子钟表用晶体振荡器等多种类型；按基本谐振电路可分为并联晶体振荡器和串联晶体振荡器两种类型。
常见石英晶体振荡外形如图1所示。
图1 常见石英晶体振荡器外形 2 石英晶体振荡器的检测 检测石英晶体，首先从外观上检查，正常石英晶体表面整洁，无裂纹，引脚牢固可靠，电阻值为无穷大。
若用万用表测时的电阻很小甚至接近于零，则说明被测晶体漏电或击穿，已经损坏。
石英晶体谐振器和石英晶体振荡器
石英晶体谐振器一、术语解释1、标称频率：晶体技术条件中规定的频率，通常标识在产品外壳上。
2、工作频率：晶体与工作电路共同产生的频率。
3、调整频差：在规定条件下，基准温度（25±2℃）时工作频率相对于标称频率所允许的偏差。
4、温度频差：在规定条件下，在工作温度范围内相对于基准温度（25±2℃）时工作频率的允许偏差。
5、老化率：在规定条件下，晶体工作频率随时间而允许的相对变化。
以年为时间单位衡量时称为年老化率。
6、静电容：等效电路中与串联臂并接的电容，也叫并电容，通常用C0表示。
7、负载电容：与晶体一起决定负载谐振频率fL的有效外界电容，通常用CL表示。
负载电容系列是：8PF、12PF、15PF、20PF、30PF、50PF、100PF。
只要可能就应选推荐值：10PF、20PF、30PF、50PF、100PF。
8、负载谐振频率（fL）：在规定条件下，晶体与一负载电容相串联或相并联，其组合阻抗呈现为电阻性时的两个频率中的一个频率。
在串联负载电容时，负载谐振频率是两个频率中较低的一个，在并联负载电容时，则是两个频率中较高的一个。
9、动态电阻：串联谐振频率下的等效电阻。
用R1表示。
10、负载谐振电阻：在负载谐振频率时呈现的等效电阻。
用RL表示。
RL＝R1（1+C0/CL）211、激励电平：晶体工作时所消耗功率的表征值。
激励电平可选值有：2mW、1mW、0.5mW 、0.2mW、0.1mW、50μW、20μW、10μW、1μW、0.1μW等12、基频：在振动模式最低阶次的振动频率。
13、泛音：晶体振动的机械谐波。
泛音频率与基频频率之比接近整数倍但不是整数倍，这是它与电气谐波的主要区别。
泛音振动有3次泛音，5次泛音，7次泛音，9次泛音等。
二、应用指南石英晶体谐振器根据其外型结构不同可分为HC-49U、HC-49U/S、HC-49U/S•SMD、UM-1、UM-5及柱状晶体等。
HC-49U适用于具有宽阔空间的电子产品如通信设备、电视机、电话机、电子玩具中。
石英晶体振荡电路石英谐振器
6.8 k
C1 120 p 200 (a )
C4为微调电容， 用来改变振荡 频率，不过频 率调节范围是 很小的。
37
石英谐振器
2.串联型晶体振荡电路
电路结构
等效电路
注：晶体相当于短路元件，常串接在正反馈支路中。
29
石英谐振器
二、石英晶体振荡电路
石英晶体在电路中可以起三种作用：
一是充当等效电感，晶体工作在接近于并联谐振频率 fp
的狭窄的感性区域内， 这类振荡器称为并联谐振型石英晶体 振荡器；
二是石英晶体充当短路元件，并将它串接在反馈支路内， 用以控制反馈系数，它工作在石英晶体的串联谐振频率fq上， 称为串联谐振型石英晶体振荡器； 三是充当等效电容，使用较少。
12
石英谐振器
(4)恒温控制式晶体谐振器(OCXO)：将晶体和振荡电路置 于恒温槽中，以消除环境温度变化对频率的影响。OCXO频 率精度是10-7～10-8量级，对某些特殊应用甚至达到更高。主 要用于移动通信基地站、国防、导航、频率计数器、频谱和 网络分析仪等设备、仪表中。
13
石英谐振器
目前发展中的还有数字补偿 式晶体振荡器(DCXO)微机补偿
电 感 三点式
电 容 三点式 石英晶 体
10-2～10-4
10-3～10-4 10-5～10-11
差
好 好
几千赫～几十兆 赫
几兆赫～几百兆 赫 几百千赫～一百 兆赫
可在较宽范围内调节频率
只能在小范围内调节频率 （适用于固定频率） 只能在极小范围内微调频 率（适用于固定频率）
易起振，输出振 幅大
(完整word版)晶振检验规程
石英晶体振荡器检验规程编制:审核:批准:天正集团质量部石英晶体振荡器检验规程１适用范围本规程适用于公司外购晶体振荡器的检验和验收。
２引用标准及检验依据GB2828逐批检查计数抽样程序及抽样表。
石英晶体振荡器检验标准。
可焊性检验规程。
包装标志检验规程。
产品封样。
３检验设备及工具TH2681A型绝缘电阻测试仪、KH1120/KH1240晶振测试仪、三氯乙烷清洗液。
４检验程序4.1 包装标志检验包装标志检验按《包装标志检验规程》进行，检验结果应符合要求。
4.2 可焊性检验可焊性检验按《可焊性检验规程》进行，检验结果应符合要求。
4.3 外观尺寸检验4.3.1 抽检要求正常检查一次抽样方案一般检验水平：Ⅱ AQL值：0.104.3.2 检验要求a) 外观：晶振封装壳体应整洁，无变形、破裂、划痕现象。
b) 标志：晶振的规格、文字、图符应正确、清晰，用三氯乙烷清洗液浸泡10min 后无掉字现象。
c) 引脚：晶振引脚应牢固、光洁，无氧化、腐蚀现象。
d) 尺寸：用卡尺测量晶振外形尺寸，引脚间距应符合设计要求或样品。
4.4 电性能检验4.4.1 抽检要求正常检查一次抽样方案一般检查水平：Ⅱ AQL值：0.044.4.2 检验要求a) 用晶振测试仪测量晶振的频差：32.768kHz晶振频差应小于10×10-6（负载电容12.5pF），3.5795MHz晶振频差应小于15×10-6（负载电容16.5pF）。
b) 用晶振测试仪测量晶振的阻抗：32.768kHz晶振阻抗应小于35kΩ；3.5795MHz晶振应小于300Ω。
）。
c) 用TH2681A型绝缘电阻测试仪测量晶振与外壳间绝缘电阻R≥500MΩ（100VDC5 检验结果及处理意见5.1 质量记录将检验结果按要求填写在《抽样检验报告单》上，对不合格品应写明质量情况。
5.2 入库交接a) 检验员根据检验结果填写《产品报验单》。
b) 代用、应生产急用需代用的检验员根据实际情况填写代用单，交部门负责人签字批准后办理有关手续方可入库。
高频振荡器实验-石英晶体振荡器
实
调整RW1电位器，使IC=2mA
验
调整时采用间接测量法。 ：即用直流电压表测量晶体管发射极对
数
地电压，并将测量结果记录于表中。
据
BG1
Re=1K
记
Vb
Ve
Vce
Ic计算值
录
四、实验应会技能
实验内容二： 振荡器的频率与幅度调测
实验准备
SW1“右”（LC振荡） SW2“左”（RL=110K）
SW3“左”（C2=330Pf）
fo 1
2 LC
三、实验应知知识
6与.3考毕串兹联电型路相改进电容三端式振荡器(克拉泼电路)
比，电在路电组感成L如上图串示：
联特一点个是电在容考。毕但兹电路的基础上，
它用有一以电下容特C点3与：原电路中的电感L相 1可串、不。振影功荡响用频反主率馈要改系是变以增加回路总电 数容。和减小管子与回路间的耦合来
三点式
三点电容（考毕兹） 三点电感（哈特莱）
改进三 点式
电容串联改进（克拉泼） 电容并联改进（西勒）
串联型
皮尔斯
并联型
密勒
① 放大网络 三、实验应知知识 以有源器件为主体，起能量转换作用，将直流电源提供的能量，通过振荡系统转
换§成4固反定频馈率型的交正流能弦量波，即振构荡成驱器动的系统电。路构成与工作原理
－
•
Vo
正反馈网络
•
Vf
－
－
－
•
Vf
谐振放大＋ 器输出的信号电压经反馈网络产生回授电压uf，作为正回授反馈 到基极。且uf>ui。经放大后再输出，再回授。
振荡器只要满足A*F>1，振荡器则周而复始形成对某单一频率信号放大—回 授,且有uin>ui2>ui1.从而形成振荡过程，实现将直流能量转换成交流信号。
石英晶体谐振频率和q值 -回复
石英晶体谐振频率和q值-回复石英晶体是一种常用的材料，被广泛地应用于微电子设备、光学仪器等领域。
其中，石英晶体的谐振频率和Q值是关键参数，对于石英晶体的性能有重要影响。
在本文中，我们将详细介绍石英晶体的谐振频率和Q值，包括其定义、测量方法以及影响因素等内容。
第一部分：什么是谐振频率和Q值？在开始介绍石英晶体的谐振频率和Q值之前，我们先来了解一下什么是谐振频率和Q值。
谐振频率是指在某个系统中，当受到外力作用时，系统发生共振的频率。
具体来说，当外力频率等于系统固有频率时，系统会表现出最大振幅的现象，也就是共振现象。
而Q值则是谐振系统的品质因子，用来描述系统在共振状态下的能量储存与耗散的比值。
第二部分：石英晶体谐振频率和Q值的测量方法石英晶体的谐振频率和Q值可以通过不同的方法进行测量。
最常见的测量方法之一是扫频法，也被称为频率响应法。
这种方法需要通过外加一个交流信号来激励石英晶体，然后测量其输出信号的特性。
具体来说，我们会在一定频率范围内改变输入信号的频率，并测量输出信号的振幅和相位变化。
通过找到输出振幅最大的频率，就可以确定石英晶体的谐振频率。
此外，Q值也可以通过测量输出信号的带宽来确定，带宽越窄，Q值越高。
除了扫频法，还存在其他测量石英晶体谐振频率和Q值的方法，比如震荡电路法、压电电容法等。
这些方法各有优劣，选择适合的方法要根据实际需求和实验条件来确定。
第三部分：影响石英晶体谐振频率和Q值的因素石英晶体的谐振频率和Q值受到多种因素的影响，下面我们将介绍其中一些主要的因素。
首先，石英晶体的物理尺寸会影响其谐振频率和Q值。
一般来说，石英晶体的谐振频率与其物理尺寸成反比，即尺寸越小，谐振频率越高。
而Q值则与石英晶体的尺寸成正比，即尺寸越大，Q值越高。
这是因为尺寸越小的石英晶体在震动过程中受到的耗散影响越小，能量储存效果更好，因此Q值更高。
其次，石英晶体的结构和成分也会影响其谐振频率和Q值。
石英晶体主要由二氧化硅（SiO2）组成，但含有少量的杂质，比如铝（Al）、磷（P）等。
石英晶体振荡器ppt课件
24
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EXIT
例
一晶体振荡电路如图 4.25(a)所示，其中 C1 为 300pF、C2 从 5pF～22pF 可变、C3 为 1600pF、L 为 3.9uH，试分析该电路中晶体的作用，并求出该电路的振荡频 率。
高频晶体通常标CL为30pF或
2) 要有合适的激励电平。过大会影响频率稳定度、 振坏
晶片；过小会使噪声影响大，输出减小，甚至停振。
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EXIT
4. 泛音晶体 机械振动的谐波称为泛音。
奇次
利用基频振动称为基频晶体，利于泛音振动称为泛音晶体。
石英晶体基频越高，晶片越薄，加工难并易碎，故要求 频率高时使用泛音频率。多用三次和五次的。
当交变电压频率 = 固有频率时，振幅最大。 压电谐振
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EXIT
2. 石英谐振器的基本特性与等效电路
C0 是 晶 片 的静态电容，相 当于平板电容， 即由晶片作介质， 镀银电极和支架 引线作极板构成。 几～十几pF
Lq、Cq、rq为晶片振动时的等效动态电感、电容 和摩擦损耗。 Lq很大，几十～几百mH；Cq很小，百分 之几pF； rq 为几～几百欧。
EXIT
2. 石英谐振器的基本特性与等效电路
X fS
容性
感性 fP
f 容性
石英谐振器只在 fs 和 fp 之间的很窄频率范围 内呈感性，且感抗曲线很陡，故当工作于该区域时，
具有很强的稳频作用。一般不用电容区。
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EXIT
2. 石英谐振器的基本特性与等效电路 实际使用时外接一小电容Cs