石英晶振简介

什么是什么是石英晶振

石英晶振就是用石英材料做成的石英晶体谐振器，俗称晶振。起产生频率的作用，具有稳定，抗干扰性能良好的， 广泛应用于各种电子产品中。


图一：石英晶振

石英晶振参数指标

1.工作频率：晶体与工作电路共同产生的频率。
2.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。
3.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。
4.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。
5.静：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。
6.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。
7.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。
8.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。

石英晶振的分类

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，在日本工业标准(JIS)中，称其为标准封装晶体振荡器（SPXO）。

石英晶振工作原理

以SPXO为例，石英晶体，有天然的也有人造的，是一种重要的压电晶体材料。石英晶体本身并非振荡器，它只有借助于有源激励和无源电抗网络方可产生振荡。SPXO主要是由品质因数（Q）很高的晶体谐振器（即晶体振子）与反馈式振荡电路组成的。石英晶体振子是振荡器中的重要元件，晶体的频率（基频或n次谐波频率）及其温度特性在很大程度上取决于其切割取向。


图二：石英晶振工作原理图

石英晶振的作用

晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共同一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整的方法保持同步。晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。