石英晶体振荡器
高二物理竞赛课件石英晶体振荡器
Uom
R1 R2
UZ
T1
2R1RW C R2
T2
2R1RW C R2
T
T1
T2
2 R1 RW C R2
uO1
UZ
O
uOUZ
Uom
O
Uom
图 8.5.8
T2
T1
t
t
T
图
2
2
t
解得： T 2RC ln(1 2R1 )
UZ
R2
图 8.5.3
结论：改变充放电回路的时间常数及滞回比较器的电
阻，即可改变振荡周期。
四、占空比可调的矩形波发生电路
使电容的充、放电时间常数不
同且可调，即可使矩形波发生器的
占空比可调。
uC
充电时间 T1
放电时间 T2
O
t 占空比 D
图 8.5.4
T
T
2
2
又一次跳变， uO = + UZ
O
t
图
UZ
三、振荡周期
电容的充放电规律：
uC
R1 R1 R2
UZ
t
uC (t ) uC (0) uC () e uC ()
O t1
t2
t3
t
对于放电，
R1 R1 R2
UZ
uC
(0)
R1
R1 R2
UZ
uO
UZ
T
T
uC () UZ RC
O
并联谐振频率
图
电抗频率特性
X 感 性
fp 2
1 L CC 0
fs
1 C C0
C C0
O
fs fp
f
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。
石英晶体振荡器的主要参数
石英晶体振荡器的主要参数
晶振的主要参数有标称频率，负载电容、频率精度、频率稳定度等。
不同的晶振标称频率不同，标称频率大都标明在晶振外壳上。
如常用一般晶振标称频率有：48kHz、500 kHz、503.5 kHz、1MHz～40.50 MHz等，对于特别要求的晶振频率可达到1000 MHz以上，也有的没有标称频率，如CRB、ZTB、Ja等系列。
负载电容是指晶振的两条引线连接IC块内部及外部全部有效电容之和，可看作晶振片在电路中串接电容。
负载频率不同打算振荡器的振荡频率不同。
标称频率相同的晶振，负载电容不肯定相同。
由于石英晶体振荡器有两个谐振频率，一个是串联揩振晶振的低负载电容晶振：另一个为并联揩振晶振的高负载电容晶振。
所以，标称频率相同的晶振互换时还必需要求负载电容一至，不能冒然互换，否则会造成电器工作不正常。
频率精度和频率稳定度：由于一般晶振的性能基本都能达到一般电器的要求，对于高档设备还需要有肯定的频率精度和频率稳定度。
频率精度从10^(-4)量级到10^(-10)量级不等。
稳定度从±1到±100ppm不等。
这要依据详细的设备需要而选择合适的晶振，如通信网络，无线数据传输等系统就需要更高要求的石英晶体振荡器。
因此，晶振的参数打算了晶振的品质和性能。
在实际应用中要依据详细要求选择适当的晶振，因不同性能的晶振其价格不同，要求越高价格也越贵，一般选择只要满意要求即可。
1。
石英晶体振荡器与外围电路关系
石英晶体振荡器与外围电路关系一、三端式LC 振荡器三端式LC 振荡电路是经常被采用的，其工作频率约在几MHz 到几百MHz 的范围，频率稳定度也比变压器耦合振荡电路高一些，约为10–3~10–4量级，采取一些稳频措施后，还可以再提高一点。
三端式LC 振荡电路以分为电感三端式和电容三端式电容三端式又分为串联型电容三端式和并联型电容三端式（也有叫三点式）。
并联型电容三端式：电容反馈式振荡电路,如图1a 。
振荡频率)(212121210C C C C L LCf +≈=ππ(公式1)反馈系数21C C U FUf≈=∙∙∙(公式2)集电极等效负载：2//`∙=FR RR iL C(公式3)ab图1在这个电路中若要提高电容反馈式振荡电路的振荡频率，势必要减小C 1和C2的电容量和L 的电感量。
实际上不C1和C2的电容量减小到一定程度时，晶体管的极间电容和电路中的杂散电容将纳入C1和C2中，从而影响振荡频率。
这些电容等效为放大电路的输入电容Ci 和输出电容C 。
，如图1b 中所标注。
电路的优点:1. 电容反馈三端电路的优点是振荡波形好。
2. 电路的频率稳定度较高，适当加大回路的电容量，就可以减小不稳定因素对振荡频率的影响。
3. 电容三端电路的工作频率可以做得较高，可直接利用振 荡管的输出、输入电容作为回路的振荡电容。
它的工作频率可做到几十MHz,采用共基放大电路可做到几百MHz 的甚高频波段范围。
电路的缺点：调C 1或C 2来改变振荡频率时，反馈系数也将改变。
改进型电容反馈式振荡电路，如图2：图2在电感支路串联一个小容量电容C ，而且C ＜＜C1，C ＜＜C2，这样CC C C 111121≈++总电容约为C ，因面电路的振荡频率为：LCf π210≈(公式4)二、石英晶体振荡器1 、石英晶体的压电特性石英晶体所以能成为电谐振器，是利用了它所特有的正、反两种压电效应。
所谓正压电效应，就是当沿晶体的电轴或机械轴施以张力或压力时，就在垂直于电轴的两面上产生正、负电荷，呈现出电压。
石英晶振与石英晶体振荡器的区别
石英晶振和石英振荡器的最大区别在于石英晶振不用带电压输出,晶体内部晶片产生同的,通常的接法是一脚悬空,二脚接地,三脚接输出,四脚接电压.
石英晶体振荡器是利用石英晶体(二氧化硅的结晶体)的压电效应制成导入输出电压的一种谐振器件,它的基本结构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)。石英晶体振荡器分非温度补偿式晶体振荡器、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、电压控制晶体振荡器(VCXO)、恒温控制式晶体振荡器(OCXO)和数字化/μp补偿式晶体振荡器(DCXO/MCXO)等几种类型.其中无温度补偿式晶体振荡器是最简单的一种。振荡器大类以下的规格一般可分为SPXO普通振荡器,TCXO温补晶振,VCXO压控晶振,还有最精密的一种VC-TCXO压控温补振荡器,OCXO恒温晶振。
石英晶振和石英振荡器都是晶振的主要种类,当然我们日常所见的石英晶振是比较多的,如贴片系列的2520、3225、5032、7050等还有49S系列,石英圆柱表晶千赫兹系列等,这些都可以称之为石英晶振,用途也很广泛,特别是32.768KHZ晶振用在消费类产品和时钟显示产品中。下面让我们和松季电子一起来看看石英晶振与石英晶体振荡器的区别。
3_实验三 石英晶体振荡器(1)
实验三石英晶体振荡器
[实验目的]
1.了解晶体振荡器的工作原理及特点；
2.掌握晶体振荡器的设计方法及参数计算方法。
[实验要求]
1.查阅晶体振荡器的有关资料, 阐明为什么用石英晶体作为振荡回路元件就能使振荡器的频率稳定度大大提高；
2.试画并联谐振型晶体振荡器和串联谐振型晶体振荡器的实际电路, 并阐述两者在电路结构及应用方面的区别。
[实验仪器设备及材料]
1.双踪示波器；
2.万用表；
3.高频电路实验装置
[实验方案]
实验电路见图3-1。
1.测振荡器静态工作点, 调图中Rp, 测得IEmin及IEmax；
2.测量当工作点在上述范围时的振荡频率及输出电压；
3.负载不同时对频率的影响, RL分别取110kΩ、10kΩ、1kΩ, 测出电路振荡频率, 填入表10-3-1并与LC振荡器比较。
填入表10-3-1, 并与LC振荡器比较。
R L～f 表10-3-1 实验数据
[实验报告]
1.画出实验电路的交流电路；
2.整理实验数据；
3.比较晶体振荡器与LC振荡器带负载能力的差异, 并分析原因；
4.你如何肯定电路工作在晶体的频率上；
5.根据电路给出的LC参数计算回路中心频率, 阐述本电路的优点。
[思考题]
石英晶体振荡器与LC三点式振荡器输出信号的差异有哪些？
1。
石英晶体振荡器的主要参数
石英晶体振荡器的主要参数标称频率fo：存规定的负载电容下，晶振元件的振荡频率即为标称频率矗。
标称频率足晶体技术条件中规定的频率，通常标识在产品外壳上。
需要注意的是，晶体外壳所标注的频率，既不是串联谐振频率也不足并联谐振频率，而足在外接负载电容时测定的频率，数值介于串联谐振频率与并联谐振频率之间。
所以即使两个晶体外壳所标注的频率是一样的，其实际频率也会有些小的偏差（1．艺引起的离散性）。
常用普通晶振标称频率有48kHz、500kHz、503.5kHz、l -40.50MHz等，对于特殊要求的晶振频率可达到IOOOMHz以上。
负载电容：品振元件相当于电感，组成振荡电路时需配接外部电容，此电容目U负载电容。
负载电容是与晶体一起决定负载谐振频率f的有效外界电容，通常用CL表示。
设计电路时必须按产品手册巾规定的CL值，才能使振荡频率符合晶振的fL。
在应用晶体时，负载电容(C。
)的值是卣接由厂家所提供的，无需冉去计算。
常见的负载电容为8pF、12pF、15pF、20pF、30pF、50pF、lOOpF。
』I要可能就应选lOpF、20pF、30pF、50pF、lOOpF这样的推荐值。
负载频率不同决定振荡器的振荡频率不同。
标称频率相同的晶振，负载电容不一定相同。
因为石英品体振荡器有两个谐振频率：一个是串联谐振品振的低负载电容晶振：另一个为并联谐振晶振的高负载电容晶振。
所以，标称频率相同的晶振互换时还必须要求贞载电容一致，不能冒然互换，否则会造成电器工作不止常。
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若。
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℃t2℃)时工作频率的允许偏差。
老化率：在规定条件下，晶体T作频率随时间向允许的相对变化。
以年为时间单位衡量时称为年老化率。
静电容：等效电路中与串联臂并接的电容，通常用c。
表示（如图8-3所示）。
负载谐振频率(ti,)：在规定条件卜，晶体与一个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巾的一个频率。
石英晶体谐振器和振荡器的区别
其实很多人都知道分为有源晶振和无源晶振，Realgiant了解到部分人仍然分不清楚他们到底有何区别，甚至有的客户这样问过，为什么两种晶振体积都是一样的，一个只要几毛钱，而另一个却要几块钱，为什么会相差那么大?Realgiant在此教大家如何区分石英晶体谐振器和石英晶体振荡器。
石英晶体谐振器(quartz crystal unit或quartz crystal resonator,常简写成Xtal)，简称石英晶体或晶振，它是利用石英晶体的压电效应，用来产生高精度振荡频率的一种电子元件。
需搭配外加电路才会产生振荡。
是被动(无源)元件，我们又称它无源晶振。
该元件主要由石英晶片、基座、外壳、银胶、银等成分组成。
根据引线状况我们把石英晶振分为直插(有引线)与表面贴装(无引线)两种类型。
无源晶振通常是两支接引的电子元件。
石英晶体振荡器(crystal oscillator,简写 OSC 或 XO)是指内含石英晶体与振荡电路的模组，它需要电源，可直接产生振荡讯号输出。
因内含主动(有源)电子元件，整个模组也属主动元件，因此，我们又称它有源晶振。
石英振荡器通常是四支接脚的电子元件，其中两支为电源，一支为振荡讯号输出，另一支为空脚或控制用。
相比石英晶体谐振器，石英晶体振荡器非常的复杂，这不仅体现在它的参数上，同时也体现在它的种类上。
在上一篇有关温补晶振的文章中我们已经了解到温补晶振是一种石英晶体振荡器。
在晶振行业中，通常我们将石英晶体振荡器分为以下几类：SPXO普通振荡器、TCXO温补振荡器、VCXO压控晶体振荡器、OCXO恒温振荡器以及VC-TCXO压控温补振荡器。
下面我们来逐步了解这几种石英晶体振荡器。
普通石英晶体振荡(SPXO)，也有人叫它XO、OSC振荡器，SPXO可以产生10^(-5)~10^(-4)量级的频率精度，标准频率1~100MHZ,频率稳定度是±100ppm.SPXO没有采用任何温度频率补偿措施，价格低廉，通常用作微处理器的时钟器件。
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石英晶体振荡器石英晶体振荡器是一种用于频率稳定和选择频率的电子器件，它的主要作用是提供频率基准，由于它具有高稳定的物理化学性能、极小的弹性震动损耗以及频率稳定度高的特点，因此被广泛用于远程通信、卫星通信、移动电话系统、全球定位系统（GPS）、导航、遥控、航空航天、高速计算机、精密计测仪器及消费类民用电子产品中，是目前其它类型的振荡器所不能替代的.一、石英晶体谐振器的结构、振荡原理1、石英晶体振荡器的结构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。
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。
二、石英晶体振荡器的等效电路与谐振频率1、等效电路石英晶体谐振器的等效电路如下图所示。
当晶体不振动时，可把它看成一个平板电容器称为静电电容Co，它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关，一般约几个PF到几十PF。
当晶体振荡时，机械振动的惯性可用电感L1来等效。
一般L1的值为几十mH 到几百mH。
晶片的弹性可用电容C1来等效，C1的值很小，一般只有0.2fF～100fF(1PF=1000fF)。
晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R1来等效，它的数值约为10-100Ω。
由于晶片的等效电感很大，而C1很小，R1也小，因此回路的品质因数Q很大，可达1000～10000。
加上晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关，而且可以做得精确，因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定度。
其中Co：静电容，包括晶体两电极之间的电容和引线及基座带来的电容，它的单位是PF。
L1：等效动电感，即通常说的动态电感；C1：等效动电容，即通常说的动态电容。
晶振的动态电容由晶体的切割型式,大小尺寸决定。
R1：等效电阻，一般叫谐振电阻或者动态电阻。
总之：等效电路由动态参数L1、C1、R1和静电容C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。
2、谐振频率从石英晶体谐振器的等效电路可知，它有两个谐振频率，即：（1）当L1、C1、R1支路发生串联谐振时，它的等效阻抗最小（等于R1）。
串联揩振频率用fs表示，石英晶体对于串联揩振频率fs呈纯阻性；（2）当频率高于fs时L1、C1、R1支路呈感性，可与电容C。
发生并联谐振，其并联频率用fd表示。
根据石英晶体的等效电路，可定性画出它的电抗—频率特性曲线如下图所示。
可见当频率低于串联谐振频率fs或者频率高于并联揩振频率fd 时，石英晶体呈容性。
仅在fs＜f＜fd极窄的范围内，石英晶体呈感性。
三、石英晶体谐振器的参数：1)标称频率：一般晶体的标称频率指的是其串接或并接指定负载电容后的谐振频率，即产品上的标志频率。
应当指出，此处的标称频率是当CL等于指定负载电容时利用下面的公式计算出的值。
fc= C12π L1C1C0+CL2)负载电容：负载电容是指与石英晶体振荡器各引脚相关联的总有效电容（包括应用电路内部与外围各电容）之和。
即石英谐振器的负载电容是从该晶振插脚两端向振荡电路方向看进去的全部有效电容。
负载电容与石英谐振一起决定谐振器的工作频率。
通过调整负载电容一般可以将振荡器的工作频率调到标称值。
可以根据具体情况对负载电容作适当调整。
但是必须注意：负载电容大时其杂散电容影响减小，但微调率下降，负载电容小时，微调率增加，但杂散电容影响增加、负载谐振电阻增加，甚至起振困难。
负载电容常用的标准值有13P、16PF、20PF、30PF等。
3)激励功率：激励功率是指石英晶体振荡器工作时所消耗的有效功率。
该值决定电路工作频率的稳定程度。
激励电平常用的标准值有0.05 MW，0.1MW,0.5 MW,1 MW ，2 MW,4MW 。
石英晶片的机械振动的幅度与电流的幅度成正比。
电流通过电阻R 1而耗用功率，因此激励功率可用P=I 2R 1来表示。
4) 谐振电阻：石英晶体振荡器的谐振电阻即通常所说的等效串联电阻（ESR ），它是以欧姆为单位的,从石英振荡器的等效电路中可以看到，当晶振处于谐振状态时动态电感（L 1）和动态电容（C 1）为两个方向相反的阻抗，他们可以相互抵消,剩下电阻（R 1）特性来形成串联谐振，因此定义R 1为等效串联电阻（ESR ）。
等效串联电阻（ESR ）通常表明石英谐振器在连续振荡中阻抗性能的好坏，也直接影响Q 值。
5) 动电容：动态电容即晶振等效电路中的C 1，晶振的动态电容由晶体的切割型式,大小尺寸决定。
动态电容的取值跟晶振的设定频率值有关，动态电容不能取值过大，否则会使晶振的寄生响应（主频率外的其他频率响应）增强而偏离主响应（主频率）。
动态电容C 1的取值影响晶体频率的牵引范围，可用牵引灵敏度表示C 1 对晶体频率的调节能力。
S=-2L 01)C C (2C C 1越大牵引范围越宽，对于用于彩色解码电路的晶体，我们应适当选择C 1较大的晶体，提高晶体的牵引灵敏度，这样可使整机彩色同步引入和保持范围同时加大，但晶体的C 1也不是越大越好，否则会使晶振的寄生响应（主频率外的其他频率响应）增强而偏离主响应（主频率），甚至不起振。
所以当晶体用于彩色解码电路时，若需通过提高C1值改善彩色解码电路的性能，需和晶体厂家共同商定C 1取值，必要时厂家需更改晶体的切割方式和制造工艺。
对C 1要求不高的晶体应用，C 1的取值可由晶体厂家根据晶体的设计和制造工艺设定，这样可保证晶体有较好的可靠性。
6) 静电容：静电容即晶振等效电路中的Co ，包括晶体两电极之间的电容和引线及基座带来的电容，它的单位是PF 。
静电容是石英晶体谐振器并联电容的特性显现,影响它的因素有石英的介电系数, 芯片两电极的面积,及芯片基座的杂散电容量。
7) 工作温度范围 ： 工作温度范围是指石英晶体振荡器正常工作时所允许的最低温度至最高温度（环境温度）。
在实际应用时要确保所使用的晶振工作在其规格书所指明的工作温度范围之内，一旦晶振的实际工作温度不在其工作温度范围之内将会导致该晶振快速失效。
8)温度频差与调整频差：温度频差是指晶体在工作温度范围内的工作频率相对于基准温度下（基准温度一般指25℃±2℃，对温控晶体元件是指控温范围的中点）工作频率的最大偏离值，它用来反映石英晶体振荡器的频率温度特性。
调整频差是指晶体在规定条件下，基准温度时工作频率相对标称频率的允许偏离，反应的是晶体的频率离散性，晶振的调整频差一般情况下用ppm 表示。
晶体的不同切割方式有不同的温度频差特性。
可根据实际要求的频率漂移选择相应切割方式的石英晶体振荡器。
常用的晶体谐振器主要是AT切的BT切型，由于AT切的温度频差更容易控制，因此温度频差要求较严的晶体多选用AT切晶体。
9)晶振的基频：晶振的是基频是指晶片振动在基波时的频率。
四、石英晶体谐振器的封装尺寸和安装方式⑴晶体的切割方式。
晶片是从一块晶体上按一定的方位角切下的薄片，可以是圆形或正方形，矩形等。
按切割晶片的方位不同，可将晶片分为AT、BT等多种切型。
不同切型的晶片其特性也不尽相同，尤其是频率温度特性相差较大。
其中AT切割是用特殊的切割角度加工晶体的一种切割方法，用这种切割方法加工的晶体有良好的温度特性，是制造石英晶体元件最常用的方法。
上图是AT切型和BT切型石英晶体谐振器的频率温度特性对比图。
⑵石英晶体谐振器的封装尺寸和安装方式晶体谐振器的型号由三部分组成：第一部分表示外壳形状和材料，如B表示玻璃壳，J表示金属壳，S表示塑封型；第二部分表示晶体切形，常和切形符号的第一个字母相同。
如A表示AT切形；B表示BT切形；第三部分表示主要性能及外形尺寸等，一般用数字表示，有的也用数字与字母混合表示。
如：JA5为金属壳AT切形晶振元件，BA3为波壳AT切形晶振元件。
石英晶体谐振器按封装形式一般分类如下：(主要参考成都仁和晶体封装)插装式：HC-49U型、HC-50U型、HC-49S (同HC-49U/S、HC-49US) 型等贴片式：HC-49S-SMD●HC-49U、HC-49S产品尺寸图：●HC-49S-SMD产品尺寸图：备注：1、HC-49U系列对应我公司型号为JA18A系列，HC-49S系列对应我公司型号为JA18AS系列。
2、不同厂家对应系列的尺寸会略有不同，这里以成都仁和的晶振尺寸为例。
在实际应用中，要根据电路要求，结合晶体工作环境温度和晶体本身频率离散性及制做工艺，确定晶体的温度频偏和调整频偏。
五、石英晶体谐振器的一般应用：1、石英晶体振荡器的分离应用电路：在实际应用中，石英晶体振荡器通常与集成电路相连，作为集成电路的时钟振荡源，下图为石英晶体振荡器的典型分离应用电路。
（以基频振荡为例）在上图中，IC1与IC2为反向器，Rf为负反馈电阻, R1、R2、R3为偏置电阻，C1、C2为晶振的外接电容；电阻Rf为负反馈电阻，调节IC1的工作状态，电阻R1、R2、R3用来提供偏压,调整R2、R3可使反相器IC1与IC2工作在线性范围内。
电路工作时反相器IC1与Rf构成反相放大电路，石英晶体与电容C1、C2构成正反馈支路，由于石英晶体在其固有的谐振频率附近自身呈感性，此电感与晶体内部的C0、C1及负载电容C1、C2构成谐振回路，形成选频移相反馈网络反馈到由反相器IC1与Rf构成的反相放大器输入端，从而产生振荡。
反相器IC2的作用是将IC1输出的正弦波信号整形变换成方波信号输出.石英晶体振荡器的应用十分广泛，在使用石英晶体的时候需要参考具体的应用电路的实际要求及功能等因素，再选用相应规格的晶体及其工作方式，比如需要考虑应用电路的工作频率、电路功能等；2 、晶体在基频和倍频的应用晶振的谐振频率点有多个，分别是基频（基频是指晶片振动在基波时的频率）和倍频（倍频是指晶振处于谐波振荡时的频率，通常谐波振荡时的频率是基频的整数倍）。