石英晶体振荡器
试论石英晶体振荡器的原理和应用
．
英 晶片的 相应方 向上 就会 产 生 电 场 ； 过来 ， 反 在
石 英晶片 的两个 电极 之 间外 加一 电场 ， 晶片 又会
厂
庙 ● 』
英通 常是 六方 晶体 ， 晶 把 体按 一 定 的方 位 切 割 成 薄 片， 是石英 晶片 ， 以把 它切 成正方 形 、 就 可 矩形
＾ 时它 的 阻抗为 零 ； 一个 是并 联谐振 频 率 ， 在 ｆ＝ ， 时它 的阻抗 为无穷 大 。 两个 频率 的计算 ２ 这
１ １
或 圆形 ， 晶片 的两 面镀 上 一 层 薄银 ， 焊上 两 在 再
李培 行 ， 自考 刘
河北省广宗县广宗 中学 ， 河北省 广宗县 ０ ４ ０ ５６ ０
大家熟悉 的 Ｌ Ｃ正弦 波振荡 器 ， 大 的缺点 最 是 振荡频率 很 不稳 定 ， 到 电源 电压 、 受 环境 温 度
３ 晶振 谐 振频率 的计算
石英 晶 体 在 电路 中相 当 于 一 个 Ｌ 振 荡 回 Ｃ
Ｖｏ ． ８ ＮＯ ３ ３ １２ ． ７ （ Ｓ） ３ ２ ０ ． Ｏ１ ． ０． ６
物
理
教
学
探
讨
第２０年 第 ３期 （ 半 月） 上
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｏ Ｐ ｙ ｉｓ Ｔｅ ｃ ｉ ｇ ｏ ｒ ａ ｆ ｈ ｓｃ ａｈｎ
试 论 石 英 晶体 振 荡 器 的原 理 和 应 用
变化 、 元件 老化等外 界 因素 的 影 响 ， 谐振 频 率
就 会发 生 改 变 。 石英 晶 体 振 荡 器 （ 而 简称 晶振 ）
石英晶振原理
石英晶振原理石英晶振是一种常见的振荡器元件，广泛应用于电子设备中，如时钟、计算机、通信设备等。
它具有稳定的频率、高精度和可靠性等优点，因此受到了广泛的关注和应用。
石英晶振的工作原理是基于石英晶体的压电效应和谐振原理。
首先，石英晶振利用了石英晶体的压电效应。
石英晶体在受到外力作用时会产生电荷，这种现象称为压电效应。
当外界施加压力或扭转石英晶体时，会使晶体内部产生电荷分布不均，从而产生电势差。
利用这一特性，可以将石英晶体作为振荡器元件，通过外加电压或电场来激发晶体的压电效应，从而产生稳定的振荡信号。
其次，石英晶振的工作原理还涉及到谐振原理。
谐振是指在受到外界激励时，系统产生最大振幅的现象。
石英晶振利用石英晶体的特定结构和尺寸，使其在特定的频率范围内具有谐振特性。
当外界施加的激励频率与石英晶体的谐振频率相匹配时，晶体将产生最大的振幅，从而产生稳定的振荡信号。
这种谐振特性使石英晶振具有非常高的频率稳定性和精度。
总的来说，石英晶振的工作原理是基于石英晶体的压电效应和谐振原理。
通过外加电压激发晶体的压电效应，并使其在特定频率范围内具有谐振特性，从而产生稳定的振荡信号。
这种工作原理使石英晶振成为一种非常重要的振荡器元件，被广泛应用于各种电子设备中。
除此之外，石英晶振还具有温度稳定性好、频率稳定性高、寿命长等优点，使其在电子领域中具有不可替代的地位。
随着电子技术的不断发展，石英晶振的应用领域也在不断扩大，未来其在通信、计算机、汽车电子等领域的应用前景将更加广阔。
综上所述，石英晶振是一种基于石英晶体压电效应和谐振原理工作的振荡器元件，具有稳定的频率、高精度和可靠性等优点，被广泛应用于各种电子设备中。
随着电子技术的不断发展，石英晶振的应用前景将更加广阔，将在各个领域发挥着重要的作用。
石英手表里的典型振荡电路详解
石英手表里的典型振荡电路详解
石英钟表都是以石英晶体振荡器为核心电路，晶振频率决定了钟表的走时精度。
石英晶体振荡器原理示意图如下图所示。
其中，Q3和Q4构成CMOS反相器，石英晶体X2与振荡电容C1及微调电容VC2构成振荡系统，这里石英晶体相当于电感，振荡系统的元件参数确定了振荡频率。
一般石英晶体X2、振荡电容C1及微调电容XC2都是外接元件，R2为反馈电阻，R1为振荡的稳定电阻，它们都集成在电路内部，故无法通过改变C1或XC2的数值来调整走时精度。
但此时仍可用加接一只电容C的方法，来改变振荡系统参数，以调整走时精度。
根据电子钟表走时的快慢，调整电容有两种接法：若走时偏快，则可在石英晶体两端并接电容，此时系统总电容增大，振
荡频率变低，走时减慢；
若走时偏慢，则可在晶体支路中串接电容，此时系统的总电容减小，振荡频率变高，走时增快。
只要经过耐心的反复试验，就可以调整走时精度。
RC与石英晶体振荡器微习题
RC与石英晶体振荡器微习题重庆科能高级技工学校刘晓书一、单选题1.某放大器电压放大倍数Au=100，欲使其满足幅度平衡条件其反馈系数F>( )。
A.0.01B.1.0C.0.1D.0.0012.石英晶体振荡器组成串联型石英晶体振荡器时，其振荡频率为( )。
A. f pB. f sC. fs<f<fpD.以上都不对3.在RC 正弦波振荡器中，信号的振荡频率为（ ）。
A.RC π21 B.RC π21 C. RCπ21 D.RC π1 4.关于RC 串并联选频网络，下列说法正确的是（ ）A.没有选频特性B.最大的传输系数为1C. 最大的传输系数为1/3D. 以上都不对5.关于石英晶体，下列说法不正确的是（ ）A.具有压电谐振特性B.具有两个谐振频率C.可以等效为一个电感元件D. 可以等效为一个电容元件 二、判断题 （对的打✓，错的划X ）1. RC 振荡器常用在振荡频率较低的场合。
（ ）2. RC 串、并联电路谐振时，呈纯阻性。
（ ）3. RC 串、并联电路最大的传输系数为1/3。
（ ）4. RC 串、并联电路没有选频特性。
（ ）5.石英晶体具有两个谐振频率。
（ ）三、填空题1.当R 1=R 2=R,C 1=C 2=C 时,RC 振荡电路的振荡频率fo 的计算公式为（）。
2.在并联型石英晶体振荡器电路中，石英晶体等效为（）。
3.在串联型石英品体振荡电路中，石英晶体等效为（）。
参考答案一、单选题1. A2. B3. A4.C5. D二、判断题 （对的打✓，错的划X ）1. ✓2. ✓3. ✓4.X5. ✓三、填空题1. f o =12πRC2.电感元件3.纯电阻。
晶振在电路中的作用
晶振在电路中的作用1. 引言晶体振荡器（简称晶振）是一种将电能转换为机械振动的装置。
在电子电路中，晶振被广泛应用于时钟、计时、频率稳定和信号发生等各种应用场景。
本文将详细介绍晶振在电路中的作用，包括工作原理、分类、特性以及应用案例等方面。
2. 晶振的工作原理晶振是利用压电效应实现机械振动和电信号转换的装置。
其基本结构由一个压电片和金属片组成，当施加外加电场时，压电片会产生机械应变从而产生机械振动。
这种机械振动会引起金属片上的接点间距变化，从而产生输出信号。
3. 晶振的分类根据频率稳定性和精度要求的不同，晶振可以分为以下几类：3.1 石英晶体振荡器（Quartz Crystal Oscillator）石英晶体是一种高稳定性和高精度的晶体材料，在频率控制方面具有很好的特性。
石英晶体振荡器广泛应用于计算机、通信设备、精密测量仪器等领域。
3.2 陶瓷晶体振荡器（Ceramic Crystal Oscillator）陶瓷晶体振荡器是一种成本较低的晶振，但其频率稳定性和精度相对较差。
由于价格便宜和尺寸小巧，陶瓷晶体振荡器常用于消费类电子产品中。
3.3 表面声波晶体振荡器（Surface Acoustic Wave Oscillator）表面声波晶体振荡器利用表面声波在压电片上传播产生机械振动，具有高频率稳定性和低相位噪声的特点。
该类型的晶振常用于无线通信、雷达系统等高要求的应用场景。
4. 晶振的特性4.1 频率稳定性晶振的频率稳定性是指其输出频率与环境温度、供电电压等因素变化时的偏移程度。
石英晶体具有较好的频率稳定性，其温度系数一般在10-6至10-5之间。
4.2 相位噪声晶振的相位噪声是指其输出信号相位随时间变化的不稳定性。
相位噪声越低，表示晶振输出信号的频率纯净度越高。
石英晶体振荡器具有较低的相位噪声，适用于需要高精度时钟和通信系统。
4.3 启动时间启动时间是指晶振从断电到开始稳定输出所需的时间。
一般来说，石英晶体振荡器的启动时间较短，可以在几毫秒内实现稳定输出。
石英晶振参数规格说明
无论什么型号的晶振都会有他相对于的参数规格,然而这些参数代表什么样的意义呢?关于这个问题,我想很多从事晶振行业多年的人都有很多回答不上来,下面我将相关参数的解释简单例举出来和大家分享.1、工作温度范围技术条件中规定的一种环境温度范围，在该温度范围内晶体振荡器性能应满足技术要求。
2、基准温度测量晶体振荡器电参数所指定的环境温度，通常规定为+25℃±2℃。
3、标称频率技术条件所指定的频率，通常也就是晶体振荡器铭牌上标志的频率。
系指晶体振荡器输出频率的名义值。
4、频率允许偏差4.1 频率准确度（初始频率-温度精度）在标称电源电压、标称负载阻抗、基准温度以及其他条件下晶体振荡器稳定输出频率相对于标称频率的最大频偏。
对于非频率可调（制造厂校准）振荡器，初始频率-温度精度在制造时和发货后的规定时间内适用。
对于频率可调（制造厂和用户校准）振荡器，初始频率-温度精度经制造厂和用户校准后就适用。
4.2 频率温度稳定度在标称电源和标称负载及其他条件不变的情况下，工作在规定温度范围内的频率最大允许频偏。
通常有三种定义：不带隐含基准温度的频率稳定度fT；带隐含基准温度的频率稳定度fTref；初始频率温度精度的频率稳定度fT0。
采用fTref指标的晶体振荡器性能优于采用fT指标的晶体振荡器。
4.3 电压频差在其他条件均保持不变的情况下，由于电源电压在规定范围内（±5%）变化，振荡器与规定标称电源电压下的频率的最大允许频偏。
4.4 负载频差在其他条件均保持不变的情况下，由于负载阻抗在规定范围内（±5%）变化，振荡器与规定标称负载阻抗下的频率的最大允许频偏。
4.5 老化频差在其他条件均保持不变的情况下，石英晶体振荡器经规定稳定时间后，在规定时间范围内输出频率相对于初始频率的允许频偏。
4.6 环境频差任一和全部规定标准环境影响引起的振荡器频率对初始基准频率的最大允许频差。
如冲击后要求的频率变化值。
xth和xtl晶振关系
xth和xtl晶振关系XTH和XTL晶振关系是指两种不同的晶体振荡器类型，它们用于电子设备中的时钟电路。
本文将详细介绍XTH和XTL晶振的定义、特点、工作原理以及其在电子设备中的应用。
一、XTH晶振定义与特点XTH晶振是一种由石英晶体制成的振荡器。
该类型的晶振器具有精度高、稳定性好的特点，在电子设备中被广泛应用于时钟电路和计时电路。
它是一种被动元件，需要外部电路提供激励信号才能工作。
二、XTL晶振定义与特点XTL晶振是一种由陶瓷材料制成的振荡器。
与XTH晶振相比，XTL晶振在制造工艺、材料成本和性能方面具有一定的差异。
XTL晶振相对于XTH 晶振而言，成本较低，但精确度和稳定性略差。
三、XTH晶振的工作原理XTH晶振的工作原理基于石英晶体的振动特性。
当电压施加于石英晶体上时，会产生机械应力，使晶体发生形变。
这种形变会导致晶体的厚度、长度或宽度发生微小变化，从而改变振荡频率。
XTH晶振依靠这种形变来产生稳定的振荡信号，供时钟电路使用。
四、XTL晶振的工作原理XTL晶振采用陶瓷材料，其工作原理类似于XTH晶振。
当外部电压施加到陶瓷材料上时，材料会发生微小的形变，从而改变振荡频率。
XTL晶振的制造过程与XTH晶振有所不同，因此其材料特性和工作原理也略有不同。
五、XTH晶振在电子设备中的应用XTH晶振因其高精度、稳定性好的特点，被广泛应用于各种电子设备中的时钟电路。
例如，计算机、手机、电视等设备都需要准确可靠的时钟信号来同步操作。
XTH晶振可以提供高精度的基准频率，确保设备的正常运行和数据传输的准确性。
六、XTL晶振在电子设备中的应用XTL晶振虽然相对于XTH晶振而言精确度稍差，但成本较低，因此在某些应用场景中被采用。
它通常被应用于对时钟信号要求不太严格的设备，如家用电器、电子手表等。
在这些设备中，XTL晶振能够提供足够准确的时钟信号，满足日常使用需求。
七、总结本文从XTH和XTL晶振的定义、特点、工作原理和应用等方面对它们进行了详细介绍。
cpu时钟晶振工作原理
cpu时钟晶振工作原理
CPU时钟晶振是用于提供CPU工作时的基准时钟信号的电子
元件。
其工作原理如下：
1. 晶体振荡器：CPU时钟晶振通常采用石英晶体振荡器，其
中石英晶体作为振荡器的关键部件。
石英晶体具有压电效应，即在外加交变电场的作用下会产生机械振动。
由于晶体的振动频率非常稳定，因此石英晶体广泛应用于时钟电子设备中。
2. 反馈电路：晶振产生的振荡信号经过放大器和反馈电路处理后再次输入到晶振中。
反馈电路会生成一个相位和振幅适合晶振要求的反馈信号，使得晶振能够始终保持稳定的振荡。
3. 振荡频率控制：晶振的振荡频率取决于晶体的物理特性和其周围的电路元件。
为了控制晶振的振荡频率，可以通过调节晶振周围的电容、电感等元件的参数，或者通过改变反馈电路中的元件值。
4. 输出时钟信号：晶振的振荡信号经过整形电路进行处理，使其变成方波信号，同时根据需要可以进行频率分频操作。
最后，处理后的时钟信号送往CPU和其他芯片，作为基准时钟信号
驱动CPU和其他芯片的工作。
总结起来，CPU时钟晶振通过利用石英晶体的振荡特性和反
馈电路的控制，产生稳定的振荡信号，再经过整形和分频处理后，输出为方波时钟信号，为CPU和其他芯片提供工作时的
基准时钟。
石英晶体谐振器和振荡器
慢跳变 快跳变 延长无线电静寂时间 延长校准间隔时间 正交性 互用性
钟和 C3 频率跳变系统
好钟 较好的钟 较好的钟 较好的钟 较好的钟 较好的钟
敌我识别（IFF）
在现代化作战中，空中充满着敌我飞机和各种从地面和机载平台上发射的先进武器，所 以可靠的敌我识别是极其重要的。例如，在 20 世纪所有战争中，由于识别错误所引起的自 相残杀行为成了重要问题。
低）。
频谱展宽系统
在频谱展宽系统中，发射信号是在比正在被发送的信息所要求带宽宽得多的带宽内加以 展宽的（例如数千赫带宽的音频电路扩展到数兆赫）。这是用被发送的信息和用多种频率伪 噪声编码信号对载波加以调制来实现的。具有相应伪噪声码的频谱展宽接收机能够调解并取 出所发送的信息，没有伪噪声码的接收机也许完全漏掉信号，或者如果这些接收机检测出信 号，则他们是以噪声形式出现的。
第一章 应用和要求
石英晶体在电子学上的应用
军用和航天应用 通讯 导航 敌我识别系统 雷达 传感器 制导系统 引信 电子战 声纳浮标
研究和工艺 原子钟 仪器 天文学和大地测量 空间跟踪 天体导航
工业应用 通讯 电视通讯 轻便式、分区式、手提式 无线电设备和电话 航空，航海 导航 仪器 计算机 数字系统 阴极射线显示器 软盘 调制解调器 标签/标志 公用事业 传感器
目录
第一章 应用和要求 ............................................................. 4 第二章 石英晶体振荡器 ................................................... 12 第三章 石英晶体谐振器 ................................................... 23 第四章 振荡器的稳定度 ................................................... 41 第五章 石英材料的特性 ................................................... 89 第六章 原子频率标准 ....................................................... 98 第七章 振荡器的比较和技术指标 ................................. 111 第八章 时间和守时 ......................................................... 117 第九章 相关器件和设备 ................................................. 128
石英晶振工作原理
石英晶振工作原理石英晶振是一种应用广泛的振荡器元件，它在电子设备中起着非常重要的作用。
石英晶振的工作原理是基于石英晶体的压电效应和谐振特性。
在电子技术领域，石英晶振被广泛应用于时钟电路、计时电路、通信设备等领域。
下面我们来详细了解一下石英晶振的工作原理。
石英晶振是利用石英晶体的压电效应和谐振特性来产生稳定的振荡信号。
石英晶体是一种具有压电效应的晶体材料，当施加外力或外电场时，会产生形变或极化。
同时，石英晶体还具有谐振特性，即在特定的频率下会产生共振现象。
这两种特性共同作用，使得石英晶振能够产生稳定的振荡信号。
石英晶振的工作原理可以简单描述为，当施加外电压到石英晶振上时，石英晶体会产生压电效应，导致晶体内部产生形变和极化。
这种形变和极化会导致石英晶体内部产生机械振动，并且在特定的频率下达到谐振状态。
在谐振状态下，石英晶振会产生稳定的振荡信号，这个信号的频率由石英晶体的物理特性和外部电路的参数决定。
石英晶振的工作频率由其物理尺寸和结构参数决定，通常在几十千赫兹到几百兆赫兹的范围内。
在电子设备中，石英晶振的工作频率非常稳定，具有很高的频率稳定性和温度稳定性，这使得它成为了电子设备中不可或缺的元件之一。
除了稳定的工作频率外，石英晶振还具有快速启动、低功耗、长寿命等优点。
这些优点使得石英晶振在现代电子设备中得到了广泛的应用。
在通信设备中，石英晶振被用于产生稳定的时钟信号；在计算机设备中，石英晶振被用于时序控制和数据同步；在工业自动化领域，石英晶振被用于精密计时和测量等方面。
总的来说，石英晶振是一种非常重要的电子元件，它的工作原理基于石英晶体的压电效应和谐振特性。
通过合理设计和制造，石英晶振能够产生稳定的振荡信号，在电子设备中发挥着重要的作用。
随着电子技术的不断发展，石英晶振的应用范围将会更加广泛，同时也会不断提高其性能和稳定性，以满足不断变化的电子设备需求。