晶振基础知识
晶振的工作原理
晶振的工作原理晶振是一种常见的电子元件，广泛应用于各种电子设备中，如计算机、手机、电视等。
它的主要作用是提供稳定的时钟信号，用于同步各种电子元件的工作。
下面将详细介绍晶振的工作原理。
一、晶振的结构晶振由晶体谐振器和激励电路组成。
晶体谐振器是晶振的核心部件，普通采用石英晶体或者陶瓷晶体制成。
激励电路用来给晶体谐振器提供激励信号，使其发生振荡。
二、晶振的工作原理晶振的工作原理基于晶体的压电效应和谐振现象。
当施加外加电场或者机械应力到晶体上时，晶体味发生形变，同时产生电荷。
这种电荷的产生与晶体内部的原子结构有关。
晶振的激励电路会给晶体施加一个交变电场，这个电场的频率接近晶体的固有频率，即谐振频率。
当激励电场的频率与晶体的谐振频率相同时，晶体味发生共振现象，产生一个稳定的振荡信号。
三、晶振的工作频率晶振的工作频率由晶体的物理特性决定，普通在几十千赫兹到几百兆赫兹之间。
常见的晶振频率有4MHz、8MHz、16MHz等。
四、晶振的稳定性晶振的稳定性是指它的输出频率的变化程度。
晶振的稳定性主要受到温度、机械应力和供电电压的影响。
为了提高晶振的稳定性，通常会在晶振周围加之一个稳压电路，以保持供电电压的稳定。
五、晶振的应用晶振广泛应用于各种电子设备中，主要用于提供时钟信号。
在计算机中，晶振被用作CPU的时钟源，控制CPU的工作速度。
在手机中，晶振用于同步各种通信模块的工作，确保数据的准确传输。
在电视中，晶振用于同步图象和声音的播放。
六、晶振的选型在选择晶振时，需要考虑以下几个因素：1. 工作频率：根据具体应用需求选择合适的工作频率。
2. 稳定性：根据应用的要求选择稳定性较高的晶振。
3. 尺寸：根据设备的空间限制选择合适尺寸的晶振。
4. 供电电压：根据设备的供电电压选择合适的晶振。
七、晶振的维护与保养晶振是一种精密的电子元件，需要注意以下几点：1. 避免机械应力：晶振容易受到机械应力的影响，使用时应避免过度挤压或者碰撞。
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无源晶振无源晶振与与有源晶振无源晶振无源晶振（（Crystal ：）：内只有一片按一定轴向切割的石英晶体薄片内只有一片按一定轴向切割的石英晶体薄片内只有一片按一定轴向切割的石英晶体薄片，，供接入运放供接入运放（（或微处理器的Xtal 端）以形成振荡以形成振荡。
（（依靠配合其他依靠配合其他IC 内部振荡电路工作内部振荡电路工作））有源晶振有源晶振（（Oscillator ）：：内带运放内带运放内带运放，，工作在最佳状态工作在最佳状态，，送入电源后送入电源后，，可直接输出一定频率的等可直接输出一定频率的等幅幅正弦波（。
（晶振晶振+振动电路振动电路，，封装在一起封装在一起，，加上电源加上电源，，就有波形输出就有波形输出））※无源晶振是有2个引脚的无极性元件，需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来无源晶振需要用微处理器片内的振荡器，在datasheet 上有建议的连接方法。
无源晶振没有电压的问题，信号电平是可变的，也就是说是根据起振电路来决定的，同样的晶振可以适用于多种电压，可用于多种不同时钟信号电压要求的微处理器，而且价格通常也较低，因此对于一般的应用如果条件许可建议用晶体，这尤其适合于产品线丰富批量大的生产者。
无源晶振相对于晶振而言其缺陷是信号质量较差，通常需要精确匹配外围电路（用于信号匹配的电容、电感、电阻等），更换不同频率的晶体时周边配置电路需要做相应的调整。
使用时建议采用精度较高的石英晶体，尽可能不要采用精度低的陶瓷晶体。
※有源晶振有4只引脚，是一个完整的振荡器，里面除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件 。
有源晶振不需要微处理器的内部振荡器，信号质量好，比较稳定，而且连接方式相对简单（主要是做好电源滤波，通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。
相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差，价格相对较高。
晶振与晶体的参数详解
晶振与晶体的参数详解晶振和晶体是电子器件中常见的元器件，被广泛应用于各种电子设备中。
下面将详细解释晶振和晶体的参数及其作用。
首先，我们来解释一些晶振的参数：1.频率：晶振频率是指晶振器产生的振荡信号的频率。
晶振的频率通常通过外部电路进行调节，可以根据需要选择不同的频率值。
2.稳定度：晶振的稳定度是指晶振器在一段时间内产生的频率变化范围。
晶振的稳定度越高，产生的频率变化越小，可以提供更稳定、可靠的时钟信号。
3.温度系数：晶振的温度系数是指晶振器频率随温度变化的比例。
温度系数越小，晶振器的频率随温度变化的影响越小。
4.驱动能力：晶振的驱动能力是指晶振器输出信号的电流或电压幅度。
不同的应用场景需要不同幅度的驱动能力。
5.电源电压：晶振器需要一定的电源电压才能正常工作，通常以工作电压范围表示。
接下来，我们来解释一些晶体的参数：1.晶体结构：晶体的结构是指晶体的原子排列方式。
晶体结构可以分为立方晶体、六方晶体、斜方晶体等。
2.晶体尺寸：晶体尺寸是指晶体的长度、宽度和厚度。
晶体的尺寸可以影响晶体的振荡频率和稳定度。
3.谐振频率：晶体的谐振频率是指晶体在特定尺寸和结构下能够实现最佳振荡的频率。
4.谐振模式：晶体的谐振模式是指晶体在振荡时所产生的振动模式，可以分为纵向谐振模式、横向谐振模式等。
5.振荡电路：晶体需要通过外部的振荡电路来产生振荡信号。
振荡电路的设计和参数设置可以影响晶体的性能和稳定度。
晶振和晶体在电子设备中具有重要的作用，主要用于提供稳定的时钟信号和振荡信号。
晶振器通过晶体的振荡产生稳定的信号，可以被用作时钟信号源，用于同步控制电路的工作。
晶振器通常被广泛应用于各种电子设备中，例如计算机、通信设备、汽车电子等。
总结起来，晶振和晶体在电子器件中扮演重要角色，他们的参数和性能直接影响着整个电子设备的稳定性和可靠性。
只有合理选择和使用晶振和晶体，才能确保电子设备的正常工作和性能表现。
《晶振知识培训》课件
智能穿戴
总结词
晶振在智能穿戴设备中的应用主要涉及健康监测、运动跟踪等功能。
详细描述
智能手环、智能手表等智能穿戴设备需要实时监测和记录用户的健康状况和运动数据。晶振为这些设 备提供稳定的计时基准，确保计步、心率监测等功能的准确性和实时性。同时，晶振也用于智能穿戴 设备的控制电路中，实现各种操作和功能切换。
总结词
激励电流过大可能导致晶振损坏，表现为晶体失效或 性能下降。
详细描述
激励电流过大可能是由于电源电压过高、电路元件损坏 或电路设计不合理所引起的。解决此问题的方法是检查 电源电压是否在规定范围内，检查电路元件是否完好并 正确使用，同时根据需要调整激励电流的大小。
工作温度范围不达标
总结词
工作温度范围不达标可能导致晶振性能不稳定，表现为频率偏移或输出信号幅度 减小。
《晶振知识培训》课 件
• 晶振概述 • 晶振的参数与性能指标 • 晶振的应用领域 • 晶振的选用与替换 • 晶振的常见问题与解决方案
目录
Part
01
晶振概述
晶振的定义与特性
总结词
晶振是一种利用晶体物理特性制作的电子元件，具有高精度、高稳定性的特点。
详细描述
晶振是晶体振荡器的简称，它利用某些晶体（如石英晶体）的压电效应，将电能 转换为机械振动，从而产生稳定的频率信号。由于晶体的物理特性，晶振能够产 生高精度、高稳定性的频率信号，广泛应用于各种电子设备中。
Part
02
晶振的参数与性能指标
频率与精度
频率
晶振的输出频率，通常以兆赫兹 （MHz）或千兆赫兹（GHz）为 单位。
精度
晶振的频率精度，通常以百万分 之一（ppm）为单位，表示频率 误差。
《晶振知识培训》课件
晶振的稳定性和精度取决于 晶体的制造工艺和材料选择
晶振的分类
按照频率分类： 低频晶振、高频 晶振、超高频晶 振
按照材料分类： 石英晶振、陶瓷 晶振、硅晶振
按照封装分类： 贴片晶振、插件 晶振
按照功能分类： 普通晶振、温度 补偿晶振、压控 晶振、温补晶振 、压控温补晶振
晶振的应用
电子设备：作为时钟源，提供精确的时钟信号 通信设备：作为频率基准，保证信号传输的稳定性 医疗设备：用于心电图、脑电图等医疗设备的信号采集和处理 航空航天：用于卫星导航、雷达等设备的信号处理和传输
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晶振的基本概念
晶振的主要参数
晶振的选型与使 用
晶振的发展趋势 与未来展望
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晶振的基本概念
晶振的定义
晶振是一种电子元件， 用于产生稳定的频率 信号
晶振的工作原理是利 用石英晶体的压电效 应和逆压电效应
晶振的主要参数
频率
晶振频率：晶振工作的基本频率， 单位为Hz
频率精度：晶振频率的精度，单 位为ppm（百万分之一）
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频率稳定性：晶振频率的稳定性， 单位为ppm（百万分之一）
频率温度系数：晶振频率随温度 变化的特性，单位为ppm/℃（百 万分之一/摄氏度）
精度
晶振的精度是指晶振的频率误差，通常用ppm（百万分之一）表示 晶振的精度越高，其频率误差越小，性能越稳定 晶振的精度与晶振的制造工艺、材料、设计等因素有关 晶振的精度选择应根据实际应用需求进行，过高的精度可能会增加成本和功耗
晶振基础知识介绍
晶振基础知识介绍晶振：即所谓石英晶体谐振器(无源)和石英晶体振荡器（有源）的统称。
无源和有源的区别：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。
石英晶体振荡器与石英晶体谐振器都是提供稳定电路频率的一种电子器件。
石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应来起振，而石英晶体谐振器是利用石英晶体和内置IC共同作用来工作的。
振荡器直接应用于电路中，谐振器工作时一般需要提供3.3V电压来维持工作。
振荡器比谐振器多了一个重要技术参数：谐振电阻（RR），谐振器没有电阻要求。
RR的大小直接影响电路的性能，因此这是各商家竞争的一个重要参数。
晶振的原理：压电效应(物理特性)：在水晶片上施以机械应力时,，会产生电荷的偏移，即为压电效应。
逆压电效应：相对在水晶片上印加电场会造成水晶片的变形即产生逆压电效应，利用这种特性产生机械振荡，变换成电气信号。
晶振的作用：一、为频率合成电路提供基准时钟，产生原始的时钟频率。
二、为电路产生震荡电流,发出时钟信号晶振的分类：一、按材质封装(1).金属封装-SEAMTYPE (2).陶瓷封装-GLASSTYPE二、贴装方式(1).直插封装-DIP (2).贴片封装-SMD三、按产品类型(1).crystal resonator—晶体谐振器（无源晶体）(2).crystal oscillator—晶体振荡器（有源晶振）---SPXO 普通有源晶体振荡器---VCXO电压控制晶体振荡器---TCXO 温度补偿晶体振荡器---VC-TCXO压控温补晶体振荡器(3).crystal filter—晶体滤波器(4).tuning fork x’tal (khz)-水晶振动子部分 KDS晶振图例：DT-14/DT-26/DT-38 DMX-26S DSX220G DSO321SR/221SR HC-49S/AT-49DSX321G/221 G SM-14J DSV531SV DSX530G/840GDSA/B321SDA晶振的名词术语：SMT ：Surface Mount Technology 表面贴装技术SMD ：Surface Mount Device 表面贴装元件OSC ：Oscillator Crystal 晶体振荡器TCXO ：Temperature Compensate X‘tal Oscillator 温度补偿晶体振荡器VC-TCXO ：Voltage Controlled, Temperature Compensated Crystal Oscillator 压控温度补偿晶体振动器 VCXO ：Voltage Control Oscillator 压控晶体振动器 DST410S/310S/210A DSX320G DSA/B321SCL HC-49SMD/SMD-49晶振的重要参数：1、标称频率F：晶体元件规范（或合同）指定的频率。
晶振基础知识
4.晶振的应用 并联电路：
(a)串联共振振荡器 (b)并联共振振荡器 1)：如何选择晶体？ 对于一个高可靠性的系统设计，晶体的选择非常重要，尤其设计带有睡眠唤醒(往往用低电压以求低功 耗)的系统。这是因为低供电电压使提供给晶体的激励功率减少，造成晶体起振很慢或根本就不能起振 。这一现象在上电复位时并不特别明显，原因时上电时电路有足够的扰动，很容易建立振荡。在睡眠 唤醒时，电路的扰动要比上电时小得多，起振变得很不容易。在振荡回路中，晶体既不能过激励(容易 振到高次谐波上)也不能欠激励(不容易起振)。晶体的选择至少必须考虑：谐振频点，负载电容，激励 功率，温度特性，长期稳定性。 2)：晶振驱动 电阻RS常用来防止晶振被过分驱动。过分驱动晶振会渐渐损耗减少晶振的接触电镀，这将引起频率的 上升。可用一台示波器检测OSC输出脚，如果检测一非常清晰的正弦波，且正弦波的上限值和下限值 都符合时钟输入需要，则晶振未被过分驱动；相反，如果正弦波形的波峰，波谷两端被削平，而使波 形成为方形，则晶振被过分驱动。这时就需要用电阻RS来防止晶振被过分驱动。判断电阻RS值大小的 最简单的方法就是串联一个5k或10k的微调电阻，从0开始慢慢调高，一直到正弦波不再被削平为止。 通过此办法就可以找到最接近的电阻RS值。
3).如何选择电容C1，C2？ （1）：因为每一种晶振都有各自的特性，所以最好按制造厂商所提供的数值选择外部元器件。 （2）： 在许可范围内，C1,C2值越低越好。应该试用电容将他的振荡频率调到IC所需要的频率，越准确越好， C值偏大虽有利于振荡器的稳定，但将会增加起振时间。 （3）：应使C2值大于C1值，这样可使上电时，加快晶振起振。
2.晶振的基本原理
2.1. 晶振的原理
石英晶体之所以可以作为谐振器，是由于它具有正（机械能→电能）、反（电能→机械能）压电效应。沿 石英晶片的电轴或机械轴施加压力，则在晶片的电轴两面三刀个表面产生正、负电荷，呈现出电压，其 大小与所加力产生的形变成正比；若施加张力，则产生反向电压，这种现象称为正电效应。当沿石英晶 片的电轴方向加电场，则晶片在电轴和机械轴方向将延伸或压缩，发生形变，这种现象称为反压电效应。 因此，在晶体两面三刀端加上交流电压时，晶片会随电压的变化产生机械振动，机械振动又会在晶片内 表面产生交变电荷。由于晶体是有弹性的固体，对于某一振动方式，有一个固有的机械谐振频率。当外 加交流电压等于晶片的固有机械谐振频率时，晶片的机械振动幅度最大，流过晶片的电流最大，产生了 共振现象。石英晶片的共振具有多谐性，即除可以基频共振外，还可以谐频共振，通常把利用晶片的基 频共振的谐振器，利用晶片谐频共振的谐振器称为泛音谐振器，一般能利用的是3、5、7之类的奇次泛音。 晶片的振动频率与厚度成反比，工作频率越高，要求晶片越薄（尺寸越大，频率越低），，这样的晶片 其机械强度就越差，加工越困难，而且容易振碎，因此在工作频率较高时常采用泛音晶体。一般地，在 工作频率小于20MHZ时采用基频晶体，在工作频率大于20MHZ时采用泛音晶体。
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1、晶体元件参数1. 1等效电路作为一个电气元件，晶体是 由一选泄的晶片，连同在石英上 形成电场能够导电的电极及防护 壳罩和内部支架装這所组成。
晶体谐振器的等效电路图见 图1。
等效电路由动态参数L l . C 1. R l 和并电容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。
下面的两个等式是工程上常用的近似式：角频率 ω=l∕λ∕L 1C 1 品质因数Q= 3 L ι∕Rι其中LI 为等效动电感，单位mHCI 为等效电容，也叫动态电容，单位fF RI 为等效电阻，一般叫谐振电阻，单位Q图2、图3、图4给岀了各种频率范围和各种切型实现参数L 1. C 1. R I 的范囤。
对谐振电阻来说，供应商对同一型号的任何一批中可以有3： 1的差别，批和批之间的差别 可能会更大。
对于一给左的频率，采用的晶体盒越小，则R ：和L ：的平均值可能越髙。
图1 简化了的石英鴿体元件等效电路图2常用切型晶体的电感范用1. 2晶体元件的频率，晶体元件的频率通常与晶体盒尺寸和振动模式有关。
一般晶体尺寸越小可获得的最低频率越高。
晶体盒的尺寸确左了所容纳的振子的最大尺寸，在选择产品时应充分考虑可实现的可能性，超出这个可能范圉，成本会急剧增加或成为不可能，当频率接近晶体盒下限时，应与供应商沟通。
下表是不同晶体盒可实现的频率范围。
图4充有一个大气压力气体(90%氮.10%M)气密晶体元件的频率、切型和晶体盒型号振动模式频段(MHZ)HC-49UAT基频 1. 8432-30 BT基频20-40 AT三次泛音20-85 AT五次泛音50-180HC-49SAT基频 3. 579-30 AT三次泛音20-65 AT五次泛音50-150SMD7 × 5AT基频6-40 AT三次泛音33-100 AT五次泛音50-180SMD6×3. 5AT基频8-40 AT三次泛音35-100 AT五次泛音50-180SMD5 X3.2AT基频12-45 AT三次泛音35-100 AT五次泛音60-1801.3频差规左工作温度范I丙及频率允许偏差。
晶振重要基础知识点
晶振重要基础知识点晶振（Crystal Oscillator）是一种电子元件，作为电路中的重要组成部分，主要用于产生稳定的电信号。
在电子技术领域中，晶振是一项重要的基础知识点，对于电路的设计和工作原理具有关键性的影响。
以下是有关晶振的几个重要基础知识点。
1. 晶体的特性：晶振的核心部件是晶体，通常采用石英晶体。
晶体具有特殊的物理特性，能够产生稳定的振荡频率。
这是由于晶体的晶格结构和内部电荷特性决定的。
因此，晶体的选择对于晶振的性能和稳定性至关重要。
2. 振荡电路的构成：晶振一般包含振荡电路，该电路由晶体振荡器、放大电路和输出电路组成。
晶体振荡器是整个晶振的核心部件，用于产生基准频率信号。
放大电路用于放大振荡器输出的信号，以便提供足够的幅度和驱动能力。
输出电路则将放大后的信号输出给其他电路或系统。
3. 振荡频率和精度：晶振的一个关键参数是振荡频率，即晶体的振荡周期。
该频率取决于晶体的物理特性和电路参数。
晶振的精度取决于晶体的制作工艺和电路设计。
通常情况下，晶振的频率精度可以达到百万分之一甚至更高的水平。
4. 温度特性：晶振的频率通常会随着温度的变化而发生微小的变化，这是由晶体的温度特性决定的。
为了确保晶振在不同温度下的稳定性，通常会采取一些温度补偿措施，例如使用温度补偿电路或选择温度稳定性较好的晶体材料。
5. 应用领域：晶振在电子领域有广泛的应用。
最常见的应用是在时钟电路中，用于提供计时信号。
此外，晶振还用于无线通信设备、计算机系统、自动化控制系统等领域，为这些系统提供稳定的基准时钟信号。
综上所述，晶振作为电子领域的重要基础知识点，涉及晶体的特性、振荡电路的构成、振荡频率和精度、温度特性以及应用领域等方面。
深入理解和熟悉晶振的相关知识，对于电子工程师和电路设计师来说至关重要，能够帮助他们设计出稳定性高、性能优越的电子系统。
公共基础知识晶振基础知识概述
《晶振基础知识的综合性概述》一、引言在现代电子技术领域中，晶振（晶体振荡器）作为一种关键的电子元件，发挥着至关重要的作用。
它广泛应用于通信、计算机、消费电子、工业控制等众多领域，为各种电子设备提供稳定的时钟信号。
从我们日常使用的智能手机到复杂的卫星通信系统，晶振都在默默地发挥着它的功能。
本文将对晶振的基础知识进行全面的阐述与分析，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势。
二、晶振的基本概念1. 定义与作用晶振，即晶体振荡器，是一种利用石英晶体的压电效应制成的频率元件。
它能够产生高度稳定的频率信号，为电子设备提供精确的时钟基准。
在电子系统中，时钟信号就如同心脏的跳动一样，控制着各个部分的同步运行。
没有稳定的时钟信号，电子设备将无法正常工作。
2. 结构组成晶振主要由石英晶体、振荡电路和封装外壳组成。
石英晶体是晶振的核心部件，它具有特定的晶体结构和物理特性，能够在特定的频率下产生谐振。
振荡电路则负责将石英晶体的谐振信号放大并稳定输出，形成稳定的时钟信号。
封装外壳则起到保护内部元件和便于安装的作用。
3. 工作原理晶振的工作原理基于石英晶体的压电效应。
当在石英晶体上施加电场时，晶体内部会产生机械变形；反之，当晶体受到机械力作用时，会在晶体内部产生电场。
利用这种特性，将石英晶体接入振荡电路中，当电路中的反馈信号与晶体的谐振频率相匹配时，就会产生稳定的振荡信号。
三、晶振的核心理论1. 石英晶体的物理特性石英晶体具有很高的品质因数（Q 值），这意味着它在谐振时的能量损耗非常小，能够产生非常稳定的频率信号。
此外，石英晶体的频率温度特性也非常好，在一定的温度范围内，其频率变化非常小。
这些物理特性使得石英晶体成为制作晶振的理想材料。
2. 振荡电路的设计原理振荡电路的设计是晶振的关键技术之一。
常见的振荡电路有皮尔斯振荡器、考毕兹振荡器等。
这些振荡电路的设计原理是通过正反馈机制，将石英晶体的谐振信号放大并稳定输出。
芯片内部晶振
芯片内部晶振芯片内部晶振是现代电子设备中常见的一个元件，它在电子设备中扮演着非常重要的角色。
本文将从晶振的定义、工作原理、分类、应用以及未来发展等方面进行介绍，以便读者对芯片内部晶振有更深入的了解。
一、晶振的定义晶振，全称为晶体振荡器，是一种能够产生稳定频率的电子元件。
它通过晶体的振荡来产生稳定的时钟信号，用于控制电子设备的节拍。
晶振的频率通常以赫兹（Hz）为单位。
二、晶振的工作原理晶振的工作原理基于晶体的压电效应。
晶体在受到外加电场的作用下，会出现形变，从而产生电荷。
当外加电场的频率等于晶体的固有频率时，晶体会发生共振，产生稳定的振荡信号。
这个振荡信号经过放大和整形处理后，成为芯片内部的时钟信号。
三、晶振的分类根据晶体的类型和工作频率，晶振可以分为石英晶振、陶瓷晶振和表面声波晶振等几种类型。
其中，石英晶振具有较高的精度和稳定性，广泛应用于高精度的电子设备中；陶瓷晶振则主要应用于低成本的电子设备中；表面声波晶振则适用于一些特殊的应用场景。
四、晶振的应用晶振在电子设备中有着广泛的应用。
首先，它是电子设备中的节拍和时钟信号源，用于控制各个电路模块的工作节奏，确保整个电子设备的正常运行。
其次，晶振还可以用于频率合成、频率测量、时钟同步等应用。
例如，在无线通信领域中，晶振用于产生无线信号的载波频率；在计算机领域中，晶振用于控制CPU的时钟频率。
五、晶振的未来发展随着电子设备的不断发展和进步，对晶振的要求也越来越高。
未来，晶振将朝着更高的精度、更低的功耗、更小的尺寸和更高的可靠性方向发展。
同时，随着无线通信、物联网等技术的不断发展，对晶振在频率范围和应用场景上的要求也会越来越多样化。
六、总结芯片内部晶振作为电子设备中的重要元件，具有稳定性高、精度高、功耗低等优点，在电子设备中起着至关重要的作用。
本文从晶振的定义、工作原理、分类、应用以及未来发展等方面进行了介绍，希望能够让读者对芯片内部晶振有更深入的了解。
晶振的工作原理
晶振的工作原理
晶振（Crystal Oscillator）是一种用于产生稳定频率的电子元件，广泛应用于各种电子设备中。
它是基于晶体的压电效应而工作的，能够将电能转换为机械振动，进而产生稳定的电信号。
晶振的工作原理可以分为以下几个方面：
1. 晶体的压电效应：晶振的核心部件是晶体，通常使用的是石英晶体。
石英晶体具有压电效应，即在受到外力作用时会产生电荷分布的变化，从而产生电势差。
这种压电效应使得晶体具有机械振动的能力。
2. 电路的谐振：晶振通常采用谐振电路来实现稳定的振荡。
谐振电路由晶体、电容和电感等元件组成，通过调整电路的参数，使得电路能够在特定的频率下产生谐振。
晶振的频率由晶体的物理特性决定，通过选择适当的晶体和电路参数，可以实现所需的频率输出。
3. 反馈放大：晶振在工作过程中需要保持振荡的稳定性，这就需要通过反馈放大来实现。
晶振电路中通常会添加一个放大器，将晶体的输出信号放大后再送回给晶体，使其继续产生振荡。
通过适当的反馈，可以实现振荡频率的稳定。
4. 温度补偿：晶振的频率受到温度的影响较大，为了保持频率的稳定，通常会在晶振电路中加入温度补偿电路。
温度补偿电路可以根据环境温度的变化自动调整电路参数，使得晶振的频率保持在稳定的范围内。
总结起来，晶振的工作原理是基于晶体的压电效应和谐振电路的相互作用。
通过合理设计电路参数和加入温度补偿电路，可以实现稳定的频率输出。
晶振广泛应用于各种电子设备中，如计算机、手机、通信设备等，为这些设备提供稳定的时钟信号和频率参考。
晶振的工作原理
晶振的工作原理晶振，也被称为晶体振荡器，是一种电子元件，常用于电子设备中的时钟电路、频率调整电路等。
它主要通过晶体的压电效应来产生稳定的振荡信号。
晶振的工作原理可以分为以下几个方面。
1. 晶体的压电效应：晶振的核心部件是晶体，晶体具有压电效应。
当施加外力或者电场时，晶体味产生电荷的分布变化，从而产生电压。
反之，当施加电压时，晶体味发生形变。
这种压电效应使得晶体成为产生稳定振荡信号的理想材料。
2. 晶体的谐振特性：晶体具有谐振特性，即在特定频率下，晶体味发生共振现象。
当施加电场或者外力使晶体振动时，如果振动频率与晶体的固有频率相同，晶体将会发生共振，振幅将会达到最大值。
这种谐振特性使得晶体能够产生稳定的振荡信号。
3. 晶体的振荡电路：晶振通常由晶体振荡器和振荡电路组成。
振荡电路中包含放大器和反馈电路。
晶体振荡器将晶体的振荡信号放大，并通过反馈电路将一部份输出信号再次输入到晶体中，使晶体保持振荡。
通过适当的放大和反馈控制，晶振可以产生稳定的振荡信号。
4. 频率稳定性：晶振的一个重要特点是频率稳定性。
晶体的固有频率非常稳定，因此晶振产生的振荡信号频率也非常稳定。
这使得晶振广泛应用于需要精确计时和频率控制的电子设备中，如计算机、通信设备、电视等。
5. 工作电压和频率范围：晶振的工作电压和频率范围根据具体的型号和应用需求而有所不同。
普通来说，晶振的工作电压在几伏到几十伏之间，频率范围从几千赫兹到几百兆赫兹不等。
总结：晶振的工作原理是基于晶体的压电效应和谐振特性，通过晶体振荡器和振荡电路产生稳定的振荡信号。
晶振具有频率稳定性，适合于各种需要精确计时和频率控制的电子设备。
它是现代电子技术中不可或者缺的重要组成部份。
晶振知识大普及
晶振术语解释1、晶振：即所谓石英晶体谐振器和石英晶体时钟振荡器的统称。
不过由于在消费类电子产品中，谐振器用的更多，所以一般的概念中把晶振就等同于谐振器理解了。
后者就是通常所指钟振。
2、分类。
首先说一下谐振器。
谐振器一般分为插件（Dip）和贴片（SMD）。
插件中又分为HC-49U、HC-49U/S、音叉型（圆柱）。
HC-49U一般称49U，有些采购俗称“高型”，而HC-49U/S一般称49S，俗称“矮型”。
音叉型按照体积分可分为3*8，2*6，1*5，1*4等等。
贴片型是按大小和脚位来分类。
例如7*5（0705）、6*3.5（0603），5*3.2（5032）等等。
脚位有4pin和2pin之分。
而振荡器也是可以分为插件和贴片。
插件的可以按大小和脚位来分。
例如所谓全尺寸的，又称长方形或者14pin，半尺寸的又称为正方形或者8pin。
不过要注意的是，这里的14pin和8pin都是指振荡器内部核心IC的脚位数，振荡器本身是4pin。
而从不同的应用层面来分，又可分为OSC(普通钟振)，TCXO（温度补偿），VCXO（压控），OCXO（恒温）等等。
3、基本术语。
我想这也是很多采购同学比较模糊的地方。
这里我选了一些常用的谐振器术语拿来做一下解释。
Frequency Tolerance（调整频差）：在规定条件下，在基准温度（25±2℃）与标称频率允许的偏差。
一般用PPm（百万分之）表示。
Frequency Stability(温度频差)：指在规定的工作温度范围内，与标称频率允许的偏差。
用PPm 表示。
Aging（年老化率）：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。
Shunt Capacitance（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。
Load Capacitance（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。
32.786晶振参数
32.786晶振参数一、晶振参数概述晶体振荡器，或简称晶振，是一个重要的电子元件，主要用于产生振荡频率。
其工作原理基于晶体在受到物理冲击或电场变化时，会产生机械振动，这种振动又会产生电场变化，进而形成电压输出。
晶振的参数是描述其性能和特性的重要指标，对于其应用和选择具有重要意义。
二、晶振的主要参数1.频率范围：指晶振所能产生的振荡频率范围。
不同的晶振有不同的频率范围，根据应用需求选择合适的频率范围是关键。
2.精度：指晶振的输出频率的准确性。
一般来说，晶振的频率精度越高，其性能越好。
3.温度稳定性：指晶振在温度变化下的频率稳定性。
温度稳定性是衡量晶振性能的重要指标，对于需要高精度频率源的应用尤为重要。
4.负载电容：指晶振在实际应用中所需的最小电容值。
负载电容会影响晶振的输出频率，因此在实际应用中需要特别注意。
5.激励电平：指驱动晶振的电压或电流大小。
过大的激励电平可能会损坏晶振，过小的激励电平则可能导致晶振无法正常工作。
6.输出波形：指晶振输出的信号波形。
一般来说，晶振输出的波形为正弦波或方波。
三、晶振的测试与验证为了确保晶振的性能和可靠性，需要进行一系列的测试与验证。
这些测试包括但不限于：1.频率精度测试：通过专用测试设备对晶振的输出频率进行测量，以评估其精度。
2.温度稳定性测试：在不同的温度环境下测试晶振的频率变化情况，以评估其在不同温度下的性能。
3.负载电容测试：测量晶振在不同负载电容下的输出频率，以确定其最佳工作条件。
4.激励电平测试：测量晶振在不同激励电平下的性能表现，以确定其正常工作范围。
5.长期老化测试：长时间运行晶振以评估其性能随时间的退化程度，这是确保晶振可靠性必不可少的环节。
通过以上测试与验证，可以对晶振的性能有一个全面、深入的了解，从而为其应用和选择提供可靠的依据。
四、晶振的应用与选择晶振的应用非常广泛，如通信、导航、电子测量、自动控制等领域。
在选择晶振时，需要考虑以下因素：1.应用需求：不同的应用对晶振的性能要求不同，应根据实际需求进行选择。
晶振的概念
晶振（Crystal Oscillator）是一种电子元件，用于产生稳定的电信号频率。
它基于晶体的特性，利用晶体的压电效应来提供精确的频率稳定性。
晶振由晶体谐振器和振荡电路组成。
晶体谐振器通常采用石英晶体，因为石英晶体具有稳定性高、温度特性良好的特点。
晶体谐振器中的石英晶体会在电场刺激下产生机械振动，这种振动会以特定的频率回馈到振荡电路中，形成一个稳定的振荡信号。
晶振广泛应用于各种电子设备和系统中，包括计算机、通信设备、无线电设备、钟表等。
它们在时钟同步、数据传输、频率控制等方面发挥着关键作用。
晶振的主要特点包括：
1. 高精度：晶振提供非常高的频率稳定性和精确度。
2. 温度补偿：晶振设计可以包含温度补偿电路，以保持频率的稳定性，即使在温度变化的环境下也能提供准确的频率输出。
3. 快速启动时间：晶振通常具有快速启动时间，即在通电后迅速产生稳定的振荡信号。
4. 低功耗：晶振可以以低功耗运行，适用于需要长时间运行的设备。
5. 小型化：晶振的尺寸相对较小，适合集成到各种电子设备中。
晶振基础知识
石英晶体谐振器选用的注意事项3
根据用途合理选用石英晶体谐振器：石英谐 振器有高精度、中精度和通用型三种。振荡 器稳定度要求在5×10－9 /日以上时，采用 1MHz、2.5MHz、5MHz和10MHz标准精密石 英谐振器；振荡器稳定度要求在5×10－7 / 日～5×10－9 /日时，采用中精度石英谐振器； 当振荡器稳定度在5×10－7 /日以下时，采用 普通金属壳封装的石英谐振器就可以了。
石英晶体谐振器选用的注意事项1
频率的选择：目前500～850KHz这一频段虽然能
用几种切型设计，但是都存在不能令人满意的现象， 所以最好不要选用。另外，3KHz以下或略高于 3KHz的石英谐振器体积比较大、机械强度也差，应 尽量避免选用，若需要时可用较高频率谐振器经分 频获得。
石英晶体谐振器选用的注意事项2
晶振基础讲义
型式实验中心 杨圣杰 2008年3月5号
石英简介
石英是一种压电 效应，其化学与机械上的特性在早期的 电子实验中就引起了极大的关注。
石英的主要成份为二氧化硅，虽然地壳 表面有14%是由二氧化硅所组成，但相 对可使用的部份却较稀少，主要是因为 满足不了需要的纯度要求以它本身存在 缺陷与瑕疵。
石英的特点
石英是拥有以下特性的唯一材料： 具有压电效应 存在零温度系数的切型 存在压力补偿的切型 低损耗（高Q） 容易加工；在正常条件下，除了氟化物腐蚀剂，对所有物质存在低溶性；
硬而不脆。 自然界含量丰富；易于低成本大量生长，生成晶体有比较高的纯度。
石英晶体谐振器应用范围
石英晶体谐振器是一种用于稳定频率和 选择频率的电子器件，已被广泛应用于 无绳电话载波通讯、广播电视、卫星通 讯、原子钟、数字仪表、计算机程控交 换机、VCD、DVD、彩电机顶盒、铁路 信号及通讯中的频率信号源设备中，还 可以作为温度、压力、重量的敏感元件 使用，现被广泛地应用于军用载波、通 讯设备与民用产品中。
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晶振基础知识（第一版）摘要：本文简单介绍了晶体谐振器和晶体振荡器的结构，工作原理，振荡器电路的分类，晶体振荡器的分类，晶振类器件的主要参数指标和石英晶体基本生产工艺流程。
一、振荡电路的定义，构成和工作原理 (2)二. 晶体振荡器分类： (16)三、石英晶体谐振器主要参数指标 (19)四、石英晶体振荡器主要参数指标 (20)五．石英晶体基本生产工艺流程 (26)一、振荡电路的定义，构成和工作原理1. 振荡器：不需外加输入信号，便能自行产生输出信号的电路，通常也被成为。
2. 振荡器构成：谐振器（选频或滤波）+驱动（谐振）电路构成振荡器电路。
3. 谐振器的种类有：RC 谐振器，LC 并联谐振器，陶瓷谐振器，石英（晶体）谐振器，原子谐振器，MEMS （硅）振荡器。
本文只讨论石英晶体谐振器。
石英谐振器的结构石英谐振器，它由石英晶片、电极、支架和外壳等部分组成。
它的性能与晶片的切割方式、尺寸、电极的设置装架形式，以及加工工艺等有关。
其中，晶片的切割问题是设计时首先要考虑的关键问题。
由于石英晶体不是在任何方向都具有单一的振动模式（即单频性）和零温度系数，因此只有沿某些方向切下来的晶片才能满足设计要求。
BaseMounting clipsBonding Electrodes Quartz blank CoverSealPinsTop view of coverMetallic electrodesResonator plate substrate (the “blank”)普通晶振内部结构石英晶体振荡器主要由基座、晶片、IC及外围电路、陶瓷基板（DIP OSC）、上盖组成。
普通晶体振荡器原理图胶点基座晶片Bonding 线IC4. 振荡电路的振荡条件：（1）振幅平衡条件是反馈电压幅值等于输入电压幅值。
根据振幅平衡条件，可以确定振荡幅度的大小并研究振幅的稳定。
（2）相位平衡条件是反馈电压与输入电压同相，即正反馈。
根据相位平衡条件可以确定振荡器的工作频率和频率的稳定。
（3）振荡幅度的稳定是由器件非线性保证的，所以振荡器是非线性电路。
（4）振荡频率的稳定是由相频特性斜率为负的网络来保证的。
（5）振荡器的组成必须包含有放大器和反馈网络，它们必须能够完成选频、稳频、稳幅的功能。
（6）利用自偏置保证振荡器能自行起振，并使放大器由甲类工作状态转换成丙类工作状态。
振荡器正弦波（谐波振荡器）正反馈LC振荡器单管互感耦合LC振荡器差分对管LC振荡器三点式振荡器考毕兹振荡器哈特莱振荡器改进三点式振荡器克拉泼振荡器西勒振荡器晶体振荡器串联型布特勒并联型皮尔斯振荡器密勒振荡器RC振荡器移相式导前型滞后型RC串并联网络（文氏桥型）负阻式非正弦波自激振荡器多谐振荡器（矩形波）弛张振荡器对称式多谐振荡器正反馈非对称式多谐振荡正反馈个闭合环路, 放大器通常是以某种选频网络(如振荡回路)作负载, 是一调谐放大器, 反馈网络一般是由无源器件组成的线性网络。
6. 反馈式振荡器工作原理：6.1起振条件：振幅：A·F>1(U f >U i ) 相位：φΣ=φΣ+φΣ+φΣ=2n π, 6.2平衡条件:振幅：A·F=1(U f =U i ), 相位：φΣ=φΣ+φΣ+φΣ=2n π6.3稳定条件:幅度： 0||<∂∂+∂∂P iP i U AF U F A (A 为平衡点)； 相位：0|<∂∂P ωϕ根据振荡条件，振荡器应包括放大器、选频网络、反馈网络。
选频网络不同可以有LC 并联谐振回路、RC 选频网络、晶体滤波器等。
7. LC 正弦振荡器凡采用LC 谐振回路作为选频网络的反馈式振荡器称为LC 正弦波振荡器。
7.1单管互感耦合LC振荡器1) 电路2) 工作原理3) 结论i) 是否可能振荡，取决于变压器正确的同名端标向ii) 是否能起振，取决于变压器是否有足够的耦合量，iii) 正反馈系数7.2差分对管互感耦合LC振荡器1) 电路2) 工作原理3) 电路特点i) LC回路与负载R2分开，彼此隔离，R2不会影响LC回路Q值，所以振幅、频率稳定ii) 差分对管基极均为零电位，故输出波形好，失真小7.3 三点式振荡器1、定义：用LC并联谐振回路作为选频和移相网络的振荡器LC回路有三个抽头，分别与晶体管三个电极相连2、构成原则:从相位平衡条件判断下图（a）三端式振荡器能否振荡的原则为：(1)X1和X2的电抗性质相同；(2)X3与X1、X2的电抗性质相反。
即“射同余异”，对于场效应管，为“源同余异”，集成运放三点式与同相端相连为同性抗，不与同相端相连为异性抗因此三端式振荡器有两种基本电路：（b）电容反馈振荡器，也称为考必兹(Colpitts)振荡器（c）电感反馈振荡器，也称哈特莱(Hartley)振荡器。
电容反馈振荡器与电感反馈振荡器的比较：（a）两种线路都简单，容易起振。
（b）电容反馈振荡器的工作频率可以较高。
（c）电容反馈振荡器的输出波形比电感反馈振荡器的输出波形要好。
（d）改变电容能够调整振荡器的工作频率。
对于电容三点式振荡器：当温度变化引起C1、C2变化时，将导致振荡器频率漂移。
因此该电路频率稳定度会受影响。
7.4 改进式三点式振荡器（a）克拉泼振荡电路：在电容三点式振荡电路的电感支路上串进了一个小电容C3而构成的，该电路称为串联型电容三点式振荡电路，又称克拉泼振荡电路。
改进后，C1和C2的变化就难以影响到振荡器的振荡频率。
因此克拉泼振荡器的频率稳定度好。
（b）西勒电路：电路主要特点, 就是电感支路上串进了一个小电容C3,同时电感L并联一可变电容C4，8.晶体振荡器石英晶体振荡器的结构和基本工作原理（a）.石英晶体振荡器：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，再加上驱动电路构成的振荡器。
（b）国际电工委员会（IEC）将石英晶体振荡器分为4类：普通晶体振荡（SPXO），电压控制式晶体振荡器（VCXO），温度补偿式晶体振荡（TCXO），恒温控制式晶体振荡（OCXO）。
（c）石英晶体谐振器等效电路：C 0：静态电容 C 1：动态电容 L 1：动态电感 R 1：谐振电阻 C L : 负载电容从石英晶体谐振器的等效电路导出石英晶体的总电抗（忽略R 1）：1012101121·1C C L C C C L X ωωω-+-≈ 分子为零和分母为零时，它分别有两个谐振频率，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，fs(串联谐振频率)：由L1C1串联谐振晶体本身的谐振频率。
11L 21C f s π=（2）当频率高于fs 时L1、C1、R1支路呈感性，可与电容C0。
发生并联谐振，其并联频率用fp 表示。
fp(并联谐振（负载）频率)：在规定条件下，晶体与一个负载电容相串联或相并联，由L1 、C1、Co 并联谐振其组合阻抗呈现为电阻性时的两个频率中的一个频率。
10101C C C C L 21+=πp f由于C0远远大于C1。
所以：下图为石英晶体谐振器电抗-频率特性曲线s f pf f感感感感XO当频率在fs 和fp 之间，石英晶体呈感性;在其他频率下，石英晶体呈容性。
石英晶体谐振器就是利用fs 与fp 之间的等效电感与其负载电容来确定振荡频率的。
f s 与f p 之间的范围很窄，对于工作频率为几兆赫的石英晶体谐振器来说，它只有几十到几百赫。
通常石英晶体所给的标称频率f N 既不是f s 也不是f p 而是外接负载电容C L 后校正的振荡频率。
由于石英晶体的品质因数Q 可以如下式来计算：因此石英晶体的品质因数Q 很大，可以达到105～108，因而石英晶体的频率选择性很好，从而使石英晶体谐振器组成的振荡器频率稳定度十分高。
根据晶体在电路中的作用,可以将晶体振荡器归为两大类:并联型晶体振荡器和串联型晶体振荡器。
8.1 串联型晶体振荡器：又被称为布特勒振荡器。
是将石英晶振用于正反馈支路中，利用其串联谐振时等效为短路元件，电路反馈作用最强，满足振幅起振条件，使振荡器在晶振串联谐振频率 f s 上起振。
这种振荡器与三点式振荡器基本类似，只不过在正反馈支路上增加了一个晶振。
8.2 并联型晶体振荡器 （a ）皮尔斯振荡器石英晶体等效电容三点式（考必兹）中的电感。
从相位平衡条件出发来分析，这个电路的振荡频率必然在石英晶体的串联谐振频率f s 与并联谐振频率f p 之间。
该电路有以下特点：(1) 振荡回路与晶体管、负载之间的耦合很弱。
(2) 振荡频率几乎由石英晶振的参数决定，而石英晶振本身的参数具有高度的稳定性。
(3) 由于振荡频率f0一般调谐在标称频率f N上，位于晶振的感性区间，电抗曲线陡峭，稳频性能极好。
(4) 由于晶振的Q值和特性阻抗r都很高，所以晶振的谐振电阻也很高，一般可达1010W以上。
这样即使外电路接入系数很小，此谐振电阻等效到晶体管输出端的阻抗仍很大，使晶体管的电压增益能满足振幅起振条件的要求。
（b）密勒振荡器石英晶体等效电感三点式（哈特莱）中的一个电感9. RC振荡电路：RC振荡器是利用电阻、电容网络作为选频网络或反馈网络的振荡器。
可分为RC 移相振荡器、RC选频振荡器。
非正弦振荡器以上讨论的均为正弦波振荡器,通常除了正弦输出，还会有CMOS输出，TTL输出，ECL输出的需求。
这些时候通常需要振荡器输出是一个方波或矩形波。
非正弦波（方波）输出通常可以分为两大类：自激振荡器和他激振荡器。
自激振荡器不需要外加输入信号，只要接通供电电源，就自动产生矩形脉冲信号。
而他激振荡器需要输入其他形状的周期信号（正弦波），通过脉冲整形电路，将其他周期性信号变换为要求的矩形脉冲信号。
自激振荡器电路：10.多谐振荡器（矩形波）是一种矩形波产生电路.这种电路不需要外加触发信号,便能连续地, 周期性地自行产生矩形脉冲.该脉冲是由基波和多次谐波构成,因此称为多谐振荡器电路.10.1弛张振荡器（无选频网络）（a）对称式多谐振荡器(b)非对称式多谐振荡器(c)环形振荡器(d)施密特多谐振荡器10.2石英晶体多谐振荡器电阻R1、R2的作用是保证两个反相器在静态时都能工作在线性放大区。
对TTL反相器，常取R1＝R2＝R＝0.7 kΩ～2kΩ，而对于CMOS门，则常取R1＝R2＝R＝10kΩ～100kΩ；C1＝C2＝C是耦合电容，它们的容抗在石英晶体谐振频率f0时可以忽略不计；石英晶体构成选频环节。
振荡频率等于石英晶体的串联谐振频率f011 压控振荡器11.1 施密特触发器型压控振荡器11.2 电容交叉充、放电型压控振荡器11.3 定时器型压控振荡器11.4 晶体压控振荡器晶体压控振荡器是通过调节（控制脚）电压，使振荡器输出频率变化的振荡器，主要是通过变容二极管（Vd）的电容的变化，使晶体谐振器的振荡频率发生变化。