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晶体振荡器基本知识

1、概念：电路上为一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，有两个谐振点，较低的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振。

这两个频率接近，再很窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，只要在晶振的两端并联上合适的电容就可以组成并联谐振电路。

2、选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率；

3、分类：无源晶振crystal,晶体、有源晶振oscillator，振荡器；

4、振荡原理：压电效应；

5、压电谐振：当外加交变电压的频率与晶片的固有频率决定于晶片的尺寸相等时，机械振动的幅度急剧增加；

6、石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应来起振，石英晶体谐振器是利用石英晶体和内置ic来共同作用工作的；

振荡器直接应用于电路中，谐振器的工作一般需要提供3.3v的电压来维持工作。

振荡器比谐振器多了一个重要的技术参数：谐振电阻rr；

7、q值：衡量电感的主要参数，指电感器再某一频率的交流下工作时，所呈现的感抗与等效损耗电阻之比。

q值越高，损耗越小，效率越高；

晶振的负载电容

晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。

一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器注意是放大器不是反相器的两端接入晶振，再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地，这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容，请注意一般ic的引脚都有等效输入电容，这个不能忽略。

一般的晶振的负载电容为15p或12.5p ，如果再考虑元件引脚的等效输入电容，则两个22p的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。负载电容+等效输入电容=22pf。

晶振起振原理

石英晶片所以能做振荡电路谐振是基于它的压电效应，从物理学中知道，若在晶片的两个极板间加一电场，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。

如在极板间所加的是交变电压，就会产生机械变形振动，同-械变形振动又会产生交变电场。一般来说，这种机械振动的振幅是比较小的，其振动频率则是很稳定的。

但当外加交变电压的频率与晶片的固有频率决定于晶片的尺寸相等时，机械振动的幅度将急剧增加，这种现象称为压电谐振，因此石英晶体又称为石英晶体谐振器。其特点是频率稳定度-。

晶振的工作原理

晶振是石英振荡器的简称，英文名为crystal，它是时钟电路中重要的部件，它的作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率，它就像个标尺，工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定，自然容易出现问题。由于制造工艺不断提高，现在晶振的频率偏差、温度稳定性、老化率、密封性等重要技术指标都-，已不容易出现故障，但在选用时仍可留意一下晶振的。晶振在应用具体起到什么作用微控制器的时钟源可以分为两类：基于机械谐振器件的时钟源，如晶振、陶瓷谐振槽路；rc电阻、电容振荡器。一种是皮尔斯振荡器配置，适用于晶振和陶瓷谐振槽路。另一种为简单的分立rc振荡器。基于晶振与陶瓷谐振槽路的振荡器通常能提供非常高的初始精度和较低的温度系数。rc振荡器能够快速启动，成本也比较低，但通常在整个温度和工作电源电压范围内精度较差，会在标称输出频率的5%至50%范围内变化。但其性能受环境条件和电路元件选择的影响。需认真对待振荡器电路的元件选择和线路板布局。