集成电路石英晶体振荡器的结构特点性能参数
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。
石英晶体振荡器类型及特点
石英晶体振荡器类型及特点石英晶体振荡器广泛用于各种类型的振荡电路，例如现代电视，电脑计算机等。
除了用于通信系统的频率发生器，用于数据处理设备的时钟信号，并为特定系统提供参考信号。
具有高品质因数的石英晶体振荡器（谐振器和振荡电路）组成。
振荡器的特性取决于晶体的质量，切割方向，晶体振荡器的结构和电路形式。
Songji Electronics的国际电工委员会（IEC）将石英晶体振荡器分为四类：普通晶体振荡器（TCXO），压控晶体振荡器（VCXO），温度补偿晶体振荡器（TCXO）和恒温控制晶体振荡器（OCXO）。
目前，还有数字补偿晶体损伤振荡（DCXO）。
石英晶体振荡器有许多电路形式。
常用的有两种：一种是连接在振荡电路中的石英晶体振荡器作为电感元件，称为并联晶体振荡器; 另一种是晶体用作串联谐振频率的串联短路元件，称为串联晶体。
振荡器。
什么是并联晶体振荡器？这种晶体振荡器的原理与LC振荡器的原理相同。
它仅根据三点电路的组成原理将晶体连接到作为电感元件的振荡电路和晶体管。
串联晶体振荡器电路将晶体连接到正反馈支路。
当晶体以串联谐振频率工作时，其总电抗为零，等效为短路元件，这时犯困作用最强，满足振幅起振条件。
石英晶体振荡器类型及特点1、普通晶体振荡器（SPXO）可产生10 ^（ - 5）~10 ^（ - 4）量级的频率精度。
标准频率为1-100MHZ，频率稳定度《100ppm。
SPXO不使用任何温度和频率补偿措施，并且价格低廉。
它通常用作微处理器的时钟设备。
封装尺寸范围为21x14x6mm至5x3.2x1.5mm。
2、压控晶体振荡器（VCXO）的精度约为10 ^（ - 6）~10 ^（ - 5），频率范围为1~30MHz。
低容差振荡器的频率稳定性为+ 50ppm。
通常用于锁相环。
包装尺寸为14 x 10 x 3毫米。
3、温度补偿晶体振荡器（TCXO）使用温度敏感器件来补偿温度和频率。
其频率精度约为10 ^（ - 7）~10 ^（ - 6），频率范围为1-60 MHz，频率稳定度在（+1）正负2.5 ppm范围内，封装尺寸来自30 x30x15 mm至11.4x9.6x3.9 mm。
石英晶体振荡器规格书 石英晶体振荡器规格书
石英晶体振荡器石英晶体振荡器规格书规格书规格书索 引引项 目 页页 码 1． 石英晶石英晶体体振荡器荡器规格参数规格参数规格参数 11 2． 尺寸图尺寸图、、结构图结构图 22 3． 测试电路测试电路 33 4． 输出波形输出波形 33 5． 特性特性 44-5 6． 包装包装 661．石英晶石英晶体体振荡器荡器规格参数规格参数规格参数★印字及标识：按客户要求或我司常规要求。
11 标称频率 Nominal Frequency 32.768KHz~300MHz2 外 形 Holder Type 方 型3 工作电压 VS1.8V～5.5V±10％4 调整频差(25℃) Frequency Stability (25℃) ±50ppm 、100PPM5 输出波形 Wave form 方 波6 输出幅度 Output V oltage ≥2.2V7 上升时间 Rise time ≤10ns Max8 下降时间 Fall time≤10ns Max 9 电源电压稳定度对频率影响 ±10% ≤±5ppm~50ppm10 占控比 Duty45%～55% 11 工作温度范围 Operating Temperature Range-20℃~+70℃ 12 温度频差 Frequency Stability vs.Temp±30ppm 13 存储温度范围 Storage TemperatureRange-50℃~+150℃14 输出负载 Output Impedance 1~10TTLorCOMS 15~50PF15 年老化率 Aging Rate a Year ±3ppm 16 工作电流 Current≤20mA2.2.尺寸图尺寸图尺寸图、、结构图结构图23.测试电路测试电路输出波形 4.输出波形35．特性特性标准环境条件标准环境条件：：环境温度：15℃~35℃（高低温试验除外） 相对湿度：45%~85% 大气压力：86~106KPa 工作温度范围工作温度范围：：-20℃~70℃除非另有规定，频率和电阻的测量在下述条件下进行：被测谐振器应在基准温度下达到热平衡后进行测试，基准温度25±2℃。
石英晶体元件性能参数简介
石英晶体元件性能参数简介术语简介：1、石英晶体元件的等效电路其等效电路是一个晶体元件在谐振频率附近具有与晶体元件相同阻抗特性的电路，通常用L1、R1、C1相串联后再与C0并联表示。
见下图。
2、石英晶体元件的等效参数（包括静态参数和动态参数）：C0－静电容L1－等效电感C1－等效电容R1－等效电阻2.1 等效电阻R1石英晶体的等效电阻是其工作时能量损耗的量度，它包括晶片的内摩擦、支架应力损耗、空气阻尼、电极膜与晶片之间的内摩擦等，其影响大小不等，难以计算。
2.1.1、串联谐振电阻R1在规定条件下，晶体元件在串联谐振频率f时呈现的等效电阻，又称谐振电阻，即不加负载电容时测得的电阻。
2.1.2、负载谐振电阻R L在规定条件下晶体元件在与规定的负载电容C L相串联后工作在负载谐振频率f L时所呈现的电阻。
R L与R1的关系为：R L＝R1[1+( C0 /C L)]22.1.3、影响谐振电阻的因素影响谐振电阻的因素很多，例如原材料质量情况、晶体设计是否合适、生产工艺水平、清洁程度高低、晶体使用是否恰当、激励电平的高低等。
一般情况下，晶体的泛音电阻要比其基频的电阻大，但是采取特殊措施也可以使泛音电阻比其基频的电阻小。
2.2、等效电容C1等效电容C1：等效电路中串联臂中的电容，也称动态电容。
2.2.1、C1的表达式C1=1/ L1 (2∏f)2C1值用仪器直接测量时是用下式计算出来的：C1=2(f L－f r)（C0＋C L）/ f r =2Δf(C0＋C L) / f r 或者C1=2(f L1－f r) (f L2－f r)(C L2－C L1）/ f r (f L1－f L2)=2Δf L1Δf L2 C L/ f rΔf Lf L－加负载电容C L后的频率f r－不加负载电容时的串联谐振频率C L1、C L2－一大一小的两个负载电容f L1、f L2－加C L1、C L2时的频率Δf＝f L－f rΔf L1＝f L1－f rΔf L2＝f L2－f rΔf L＝f L1－f L2ΔC L＝C L2－C L12.2.2、C1的用途有的客户提出C1大于某一数值是为了获得比较大的负载谐振频率偏值，即要求Δf L＝f L1－f L2较大，以便改变C L后能够获得较大的频率变化量。
石英晶体振荡器原理说明
石英晶体振荡器原理说明台灣大學電機系大學部電子實驗(三) –石英晶體振盪器原理說明發表於 2006年12月19日Rocky石英晶體振盪器是高精度和高穩定度的振盪器，被廣泛應用於彩電、計算機、遙控器等各類振盪電路中，以及通信系統中用於頻率發生器、為數據處理設備產生時鐘信號和為特定系統提供基準信號。
一、石英晶體振盪器的基本原理1、石英晶體振盪器的結構石英晶體振盪器是利用石英晶體（二氧化矽的結晶體）的壓電效應製成的一種諧振器件，它的基本構成大致是︰從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡稱為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個對應面上涂敷銀層作為電極，在每個電極上各焊一根引線接到管腳上，再加上封裝外殼就構成了石英晶體諧振器，簡稱為石英晶體或晶體、晶振。
其產品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑膠封裝的。
下圖是一種金屬外殼封裝的石英晶體架構示意圖。
2、壓電效應若在石英晶體的兩個電極上加一電場，晶片就會產生機械變形。
反之，若在晶片的兩側施加機械壓力，則在晶片相應的方向上將產生電場，這種物理現象稱為壓電效應。
如果在晶片的兩極上加交變電壓，晶片就會產生機械振動，同時晶片的機械振動又會產生交變電場。
在一般情況下，晶片機械振動的振幅和交變電場的振幅非常微小，但當外加交變電壓的頻率為某一特定值時，振幅明顯加大，比其他頻率下的振幅大得多，這種現象稱為壓電諧振，它與LC回路的諧振現象十分相似。
它的諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關。
3、符號和等效電路石英晶體諧振器的符號和等效電路如圖2所示。
當晶體不振動時，可把它看成一個平板電容器稱為靜電電容C，它的大小與晶片的幾何尺寸、電極面積有關，一般約幾個PF到幾十PF。
當晶體振盪時，機械振動的慣性可用電感L來等效。
一般L的值為幾十mH 到幾百mH。
晶片的彈性可用電容C來等效，C的值很小，一般只有0.0002～0.1pF。
晶片振動時因摩擦而造成的損耗用R來等效，它的數值約為100Ω。
石英晶体谐振器原理特点和参数
石英晶体谐振器原理特点和参数石英晶体振荡器的基本工作原理及作用（1）石英晶体振荡器（简称晶振）的结构石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化矽的结晶体）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、陶瓷或塑胶封装的。
⑵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。
（3）符号和等效电路石英晶体谐振器的符号和等效电路如图所示。
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C,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L來等效。
一般L的值为几十mH到几百mH晶片的弹性可用电容C來等效，C的值很小，一般只有0.0002〜O.lpF。
晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R來等效，它的數值约为100Q。
由于晶片的等效电感很大，而C很小，R也小，因此回路的品质因數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性。
晶体符号等效电路频率特性曲线图石英晶体振荡器外形图片（4）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a、当L、C、R支路发生串联谐振时，它的等效阻抗最小（等于R）。
3225石英晶体振荡器的阻抗范围
3225石英晶体振荡器的阻抗范围摘要：一、石英晶体振荡器简介二、石英晶体振荡器的阻抗范围三、石英晶体振荡器阻抗的影响因素四、石英晶体振荡器的应用正文：石英晶体振荡器是一种电子元件，利用石英晶体的压电效应产生稳定的振荡信号。
在众多应用中，石英晶体振荡器广泛应用于通信、计算机、家电等领域。
本文将详细介绍石英晶体振荡器的阻抗范围及其影响因素。
石英晶体振荡器的阻抗范围在100 欧姆至10000 欧姆之间。
阻抗是石英晶体振荡器的一个重要参数，它反映了石英晶体振荡器在电路中的匹配程度。
合适的阻抗范围可以保证石英晶体振荡器在电路中发挥稳定的性能。
石英晶体振荡器阻抗的影响因素主要有以下几点：1.石英晶体振荡器的材料和结构：石英晶体振荡器的材料和结构对其阻抗有直接影响。
例如，石英晶体的厚度、电极的尺寸和形状等因素都会影响石英晶体振荡器的阻抗。
2.工作频率：石英晶体振荡器的工作频率也会影响其阻抗。
通常情况下，频率越高，阻抗越小。
3.温度：石英晶体振荡器的阻抗随温度的变化而变化。
在一定温度范围内，随着温度的升高，石英晶体振荡器的阻抗会减小。
4.负载电容：石英晶体振荡器在电路中运行时，其负载电容对阻抗也有影响。
负载电容越大，阻抗越小；负载电容越小，阻抗越大。
石英晶体振荡器具有稳定性高、频率精度高、抗干扰能力强等优点，使其在通信、计算机、家电等领域得到广泛应用。
例如，在通信领域，石英晶体振荡器可以作为本地振荡器，为信号传输提供稳定的频率参考；在家电领域，石英晶体振荡器可以用于计时、控制等功能。
总之，石英晶体振荡器的阻抗范围对其性能和应用具有重要意义。
石英振荡器参数
石英振荡器参数
石英振荡器是一种利用石英晶体的谐振特性来产生稳定的频率信
号的设备。
它具有以下几个重要参数：
1. 频率（Frequency）：石英振荡器的输出频率是其最重要的参
数之一，通常以赫兹（Hz）为单位表示。
常见的石英振荡器频率包括
10 MHz、20 MHz等。
2. 稳定度（Stability）：石英振荡器的稳定度决定了频率信号
的稳定程度。
稳定度一般以频率偏移或频率漂移来表示，通常在ppm （每百万分之）或ppb（每十亿分之）范围内。
较高的稳定度意味着频率变化较小，信号更稳定。
3. 相位噪声（Phase noise）：相位噪声是指振荡器输出信号中
含有非期望的相位变化，通常以dBc/Hz（每赫兹下的相对功率）表示。
相位噪声较低的石英振荡器会产生更干净、噪声较少的信号。
4. 工作电压（Operating voltage）：石英振荡器的工作电压指
振荡器所需的电源电压。
常见的工作电压为3.3V或5V，不同工作电压适用于不同的应用场景。
5. 工作温度范围（Operating temperature range）：石英振荡
器的工作温度范围是指振荡器能够正常工作的温度范围。
典型的工作
温度范围为-40℃至+85℃，或者更广泛的-55℃至+125℃。
这些参数可以根据具体的应用需求进行选择，以满足频率稳定和
噪声要求。
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。
石英晶体振荡器性能参数测试系统研究
得特别重要【 ｌ 】 ｎ
１ 石 英 晶体 振 荡 器 性 能 参数 的人 工 测试 方 法
ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｔ ｅ ｓ ｔ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｍ ａ ｒ ｎ ｃ ｅ ｐ ￣ａ ｍｅ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ ｑ ｕ ａ ｔ ｒ ｚ ｃ ｒ ｙ ｓ ｔ ｌ ａ ｏ ｓ ｃ ｉ ｌ ｌ ａ ｔ ｏ ｒ ， ａ ｎ ｄ ｐ ｉ ｒ ｎ ｔ ｔ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ，
Ｓ ＯＮＧ Ｍｉ ｎ ，Ｗ ＡＮＧ Ｈａ ｎ ｇ — ｙ ｕ 。
（ １ ． Ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｉｃ ｆ ｅ ， Ｘ ｉ ’ ａ ｎ Ａ ｉ ｒ ｃ ｒ ａ ｉ ｆ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｃ ｏ ｒ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｘｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ８ ９ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｄ ｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｅｎ ｍ ｔ ｏ ｆＥ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｘｉ ＂ ａ ｎ Ａｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ， Ｘ ｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ８ ９ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
宋 敏 ．王 航 宇
（ １ ． 西安 飞机 国际航 空 制 造 股 份 有 限 公 司 计 量 处 ， 陕 西 西安 ７ １ ０ ０ ８ ９ ； ２ ． 西安 航 空职 业 技 术 学 院 电 子 工程 学 院 ， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ８ ９ ）
石英振荡器参数
石英振荡器参数1. 石英振荡器的基本介绍石英振荡器是一种常见的电子元件，用于产生稳定的频率信号。
它由石英晶体和电路组成，通过利用石英晶体的压电效应来实现频率稳定。
石英振荡器广泛应用于无线通信、计算机、测量仪器等领域。
2. 石英振荡器的工作原理石英振荡器的工作原理基于石英晶体的压电效应和谐振效应。
当施加外部电场或力时，石英晶体会发生形变，反之亦然。
利用这种压电效应，可以使石英晶体在特定频率下产生共振。
具体而言，当外加交变电场与石英晶体固有频率相同时，就会发生谐振现象。
在谐振状态下，石英晶体会以固有频率进行周期性的形变和回复。
通过将这个周期性变化转换为电信号，就可以得到稳定的频率输出。
3. 石英振荡器的参数3.1 频率稳定度频率稳定度是衡量石英振荡器性能的重要指标之一。
它表示在一定时间范围内，石英振荡器输出信号的频率变化程度。
通常以“频率偏差”来表示，单位为ppm（百万分之一）或ppb（十亿分之一）。
频率稳定度受多种因素影响，包括温度、压力、电源电压等。
为了提高频率稳定度，可以采用温度补偿电路、自动频率控制等技术手段。
3.2 相位噪声相位噪声是指石英振荡器输出信号相位的不确定性程度。
它反映了信号中包含的随机相位扰动。
相位噪声通常以dBc/Hz为单位来表示。
相位噪声对于某些应用非常重要，比如无线通信系统中的调制解调过程。
较低的相位噪声可以提高系统的传输质量和可靠性。
3.3 输出功率输出功率是指石英振荡器输出信号的强度。
它是衡量石英振荡器信号强度大小和适用范围广泛与否的重要指标。
输出功率受到多种因素影响，包括电源电压、负载阻抗等。
为了提高输出功率，可以采用功率放大器等技术手段。
3.4 温度特性温度特性是指石英振荡器频率随温度变化的规律。
由于石英晶体的压电特性会随温度变化而产生变化，因此石英振荡器的频率也会受到温度影响。
一般情况下，石英振荡器在工作温度范围内具有较好的稳定性。
但如果应用环境要求更高的频率稳定度，就需要采取相应的补偿措施，比如使用温度补偿电路。
石英晶体谐振器原理特点和参数
石英晶体谐振器原理特点和参数石英晶体振荡器的基本工作原理及作用(1)石英晶体振荡器（简称晶振）的结构石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化矽的结晶体）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、陶瓷或塑胶封装的。
(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。
(3)符号和等效电路石英晶体谐振器的符号和等效电路如图所示。
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C，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L來等效。
一般L的值为几十mH到几百mH。
晶片的弹性可用电容C來等效，C的值很小，一般只有0.0002～0.1pF。
晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R來等效，它的數值约为100Ω。
由于晶片的等效电感很大，而C很小，R也小，因此回路的品质因數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性。
晶体符号等效电路频率特性曲线图石英晶体振荡器外形图片(4)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a、当L、C、R支路发生串联谐振时，它的等效阻抗最小（等于R）。
石英晶体振荡器
(a)
(b)
(c)
(a) 符号
石英晶体谐振器 (b) 基频等效电路
(c) 完整等效电路
射频通信电路
泛音晶体振荡电路
——目的：提高振荡频率
泛音晶体特征：基音、各次泛音均有振荡，次数越低振荡越强
（
C1、 C 2 的串联）
并联回路谐振频率：
fo 2 Lq 1 C q (C 0 C L ) C q (C 0 C L ) Cq 1 f q (1 ) 2 C0 C L
f P f q (1
Cq 2C0
)
fq fo f p
射频通信电路
Cq 1 f q f o f q (1 ) f p ——说明以下三点 2 C0 CL
石英晶体滤波器的特点
１）石英晶体的物理和化学性能都十分稳定；
２）晶体的Ｑ值可高达数百万数量级； ３）在串、并联谐振频率之间很狭窄的工作频带内，具有极陡 峭的电抗特性曲线，因而对频率变化具有极灵敏的补偿能力。 因此，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。
射频通信电路
7.3.1 石英晶体特性概述 石英晶体是 SiO2 结晶材料，具有非常稳定的物理特性 石英晶体片 石英晶体谐振器
射频通信电路
（3）压电效应 石英晶体片受外力或形变 在石英片的两面加电场
正压电效应
晶体片两面感应出电荷 石英晶体片会形变 产生交变电流
逆压电效应
应用：在石英晶体片两端加交变电场 绝缘体 导体 问题：交变电流大小与什么有关？ 何时电流最大？ 当外加交变电压的频率 与石英晶体片的固有振动频率一致时 ——共振，电流最大
石英晶体振荡器
C0
C
L
R
X
0
X>0为感性区域
X<0为容性区域
s
p
C0— 两金属片间电容 C — 振动弹性，等效于电容 L — 晶体等效质量惯性，等 效于电感 R — 振动的磨擦损耗，等效 于电阻R
串联支路的谐振频率
并联回路的谐振频率
在上式中令X
1、石英晶体简介
继续
(1)石英晶体的压电效应
石英晶体的符号
本页完
若在晶片的两极板间加一电场，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。
若在极板间所加的是交变电场，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。
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学习要点
01
本 节 学 习 要 点 和 要 求
02
晶振器等效电路的工作原理
03
晶体振荡电路的工作过程
04
晶体谐振器应用在电路中的串、并联正反馈
05
返回
06
晶体振荡器
01
03
05
02
04
石英晶体的等效电路及特性
06
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晶体振荡电路主页
/CONTENTS
晶体振荡器
1、石英晶体简介 (1)石英晶体的压电效应
由晶体的频率特性知，电路中 f < fs 和 f > fp的频率，晶体呈现电容性质的阻抗，此时等效于一只电容器。
显然由C1、C2 、C3和C组成的电路不是选频回路，不可能有谐振频率。所以这些频率受到衰减。
并联晶体振荡器
X>0为感性区域
X<0为容性区域
X
集成电路石英晶体振荡器的结构特点性能参数(精)
【集成电路石英晶体振荡器的结构特点性能参数】1．石英晶体振荡器的结构原理石英晶体振荡器一般由外壳、晶片、支架、电极板、引线等组成。
外壳材料有金属、玻璃、胶木、塑料等，外形有圆柱形、管形、长方形、正方形等多种。
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、CT、DT、X、Y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。
晶片的两个对应表面上涂敷银层，由晶片支架固定并引出电极。
晶片支架分为焊线式和夹紧式两种。
通常，中、低频晶体振荡器采用焊线式晶片支架，而高频晶体振荡器采用夹紧式晶片支架。
石英晶体振荡器的工作原理基于晶片的压电效应（晶片两面加上不同极性的电压时，晶片的几何尺寸将压缩或伸张，此现象即为压电效应）。
当晶片两面加上交变电压时，晶片将随着交变信号的变化而产生机械振动。
当交变电压的频率与晶片的固有频率（只与晶片几何尺寸相关）相同时，机械振动最强，电路中的电流也最大，这即是晶体谐振特性。
2．彩色电视机用石英晶体振荡器彩色电视机中使用的石英晶体振荡器有彩色副载波恢复振荡器用晶体振荡器、遥控发射器用晶体振荡器、微处理器用晶体振荡器和行振荡用晶体振荡器。
彩色副载波恢复振荡器用晶体振荡器的标称频率有4.43MHZ（PAL制）、 3.58MJHZ（NTSC制）和8.86MHZ（TDA3560、TDA3565等集成电路用）等。
遥控发射器中使用的石英晶体振荡器的标称频率有455kHZ、480 kHZ、429MHZ、500 MHZ和560 MHZ等。
行振荡用晶体振荡器的标称频率一般为503.5kHZ。
微处理器用晶体振荡器的标称频率有500 kHZ、1MHZ、4MHZ、4.5MHZ、8MHZ和和10MHZ等几种。
3．录像机用石英晶体振荡器录像机上使用石英晶体振荡器的标称频率有32 kHZ、3.58MHZ、4MHZ、4.13MHZ、4.43MHZ等几种规格。
石英晶体振荡器
石英晶体振荡器第二章石英晶体振荡器晶体振荡器上图是经过简化的电路图并表明了石英晶体振荡器的基本组成元件。
石英晶体振荡器中的放大器由至少一个驱动设备，偏压电阻并且可能包含其他用来限制带宽，阻抗匹配和增益控制的元件组成。
反馈网络由石英晶体谐振器，和其他元件比如用来协调的可变电容等组成。
晶体振荡器特点z在振荡频率上，闭合回路的相移为2nπ。
z当开始加电时，电路中唯一的信号是噪声。
满足振荡相位条件的频率噪声分量以增大的幅度在回路中传输，增大的速率由附加分量，即小信号，回路益增和晶体网络的带宽决定。
z幅度继续增大，直到放大器增益因有源器件（自限幅）的非线性而减小或者由于某一自动电平控制而被减小。
z在稳定状态下，闭合回路的增益为1。
振荡与稳定度z 如果产生相位波动?Δ，频率必然产生偏移f Δ，以维持πn 2的相位条件。
对于串联谐振振荡器，L Q f f 2//?Δ?=Δ，是网络中晶体的负载值Q 值。
“相位斜率”L Q df d /?是与靠近串联谐振频率的成正比的（见第三部分“等效电路”和“频率与电抗的关系”）。
L Q z 大多数振荡器均工作在“并联谐振”上，电抗与频率斜率的关系，即“逆电容”是与晶体器件的动态电容C1成反比的。
df dx /z 相对于振荡回路中的相位（电抗）波动的最高频率稳定度来说，相位斜率（或电抗斜率）必须最大，即C1应当最小，而应当最大。
石英晶体器件的高值和高的逆电容，决定振荡器元件的基本频率（或频率稳定度）。
L Q Q可调性和稳定度要使振荡器谐调在宽的频率范围内，就会降低其稳定度，因为要使振荡器按要求进行调谐，同时也会使振荡器容易受不合要求的调谐因素影响。
调谐范围越宽，就越难以保持高的稳定度。
例如，如果设计OCXO 的短期稳定度在某一平均时间为1×10-12，而可调性为1×10-7，则晶体的负载电抗在上述平均时间必须稳定在上1×10-5。
要获得这样的稳定度使困难的，因为影响负载电抗的因素有：寄生电容和电感、变容二极管的电容与电压特性的稳定度，以及加在变容二极管上的电压的稳定度。
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【集成电路石英晶体振荡器的结构特点性能参数】
1．石英晶体振荡器的结构原理石英晶体振荡器一般由外壳、晶片、支架、电极板、引线等组成。
外壳材料有金属、玻璃、胶木、塑料等，外形有圆柱形、管形、长方形、正方形等多种。
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、CT、DT、X、Y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。
晶片的两个对应表面上涂敷银层，由晶片支架固定并引出电极。
晶片支架分为焊线式和夹紧式两种。
通常，中、低频晶体振荡器采用焊线式晶片支架，而高频晶体振荡器采用夹紧式晶片支架。
石英晶体振荡器的工作原理基于晶片的压电效应（晶片两面加上不同极性的电压时，晶片的几何尺寸将压缩或伸张，此现象即为压电效应）。
当晶片两面加上交变电压时，晶片将随着交变信号的变化而产生机械振动。
当交变电压的频率与晶片的固有频率（只与晶片几何尺寸相关）相同时，机械振动最强，电路中的电流也最大，这即是晶体谐振特性。
2．彩色电视机用石英晶体振荡器
彩色电视机中使用的石英晶体振荡器有彩色副载波恢复振荡器用晶体振荡器、遥控发射器用晶体振荡器、微处理器用晶体振荡器和行振荡用晶体振荡器。
彩色副载波恢复振荡器用晶体振荡器的标称频率有4.43MHZ（PAL
制）、 3.58MJHZ（NTSC制）和8.86MHZ（TDA3560、TDA3565等集成电路用）等。
遥控发射器中使用的石英晶体振荡器的标称频率有455kHZ、480 kHZ、429MHZ、500 MHZ和560 MHZ等。
行振荡用晶体振荡器的标称频率一般为503.5kHZ。
微处理器用晶体振荡器的标称频率有500 kHZ、1MHZ、4MHZ、4.5MHZ、8MHZ 和和10MHZ等几种。
3．录像机用石英晶体振荡器录像机上使用石英晶体振荡器的标称频率有32 kHZ、3.58MHZ、4MHZ、4.13MHZ、4.43MHZ等几种规格。
4.影碟机用石英晶体振荡器 VCD、DVD等影碟机上使用的石英晶体振荡器，标称频率有3.58MHZ、4.19MHZ、4.236MHZ、4.43MHZ、8MHZ、8.4672MHZ、12MHZ、14.31818MHZ、16.9344MHZ、17.7344MHZ、40.5MHZ等多种规格。
5．移动通信用石英晶体振荡器移动通信设备（例如对讲机、移动电话、无绳电话等）上使用的石英晶体振荡器，标称的频率范围有2.4~3MHZ、3~4MHZ、3~3.2MHZ、3.2~3.5MHZ、3.5~3.9MHZ、3.9~4MHZ、4~4.1MHZ、4~5MHZ、5~7MHZ、7~10MHZ、3~9MHZ、10~15MHZ、9~25MHZ、10~30MHZ、25~75MHZ、30~70MHZ、75~125MHZ、1~25MHZ、1.8~25MHZ、3~25MHZ、25~50MHZ等多种规格。
6．电话机、汽车电子器材用石英晶体振荡器电话机、汽车电子器材使用的石英晶振荡器，其标称频率有2.712MHZ、3.579MHZ、4.19MHZ、4.986MHZ、7.372MHZ和10MHZ等多种规格。
7．测温石英晶体振荡器常用的测温石英晶体振荡器有BY2系列和JY1系列、JY2系列。
标称频率有1MHZ、2MHZ、2.5MHZ、3MHZ、5MHZ、10MHZ等几种规格。
8．恒温石英晶体振荡器常用的恒温石英晶体振荡器有JA15~JA17、JA29、JA30、BA7、BA9、BD9、BX5等型号。
标称频率范围有1~20MHZ、1~25MHZ、15~75MHZ、25~75MHZ等多种规格。