石英晶體振盪電路

Ⅰ 誰能告訴我石英晶體振盪器的具體工作原理啊

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鍾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（二氧化硅的結晶體）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塗敷銀層作為電極，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、陶瓷或塑料封裝的。 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迴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 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。由於晶片的等效電感很大，而C很小，R也小，因此迴路的品質因數Q很大，可達1000～10000。加上晶片本身的諧振頻率基本上只與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸有關，而且可以做得精確，因此利用石英諧振器組成的振盪電路可獲得很高的頻率穩定度。 4、諧振頻率 從石英晶體諧振器的等效電路可知，它有兩個諧振頻率，即（1）當L、C、R支路發生串聯諧振時，它的等效阻抗最小（等於R）。串聯揩振頻率用fs表示，石英晶體對於串聯揩振頻率fs呈純阻性，（2）當頻率高於fs時L、C、R支路呈感性，可與電容C。發生並聯諧振，其並聯頻率用fd表示。 根據石英晶體的等效電路，可定性畫出它的電抗—頻率特性曲線。可見當頻率低於串聯諧振頻率fs或者頻率高於並聯揩振頻率fd時，石英晶體呈容性。僅在fs＜f＜fd極窄的范圍內，石英晶體呈感性。 二、石英晶體振盪器類型特點 石英晶體振盪器是由品質因素極高的石英晶體振子（即諧振器和振盪電路組成。晶體的品質、切割取向、晶體振子的結構及電路形式等，共同決定振盪器的性能。國際電工委員會（IEC）將石英晶體振盪器分為4類：普通晶體振盪（TCXO），電壓控制式晶體振盪器（VCXO），溫度補償式晶體振盪（TCXO），恆溫控制式晶體振盪（OCXO）。目前發展中的還有數字補償式晶體損振盪（DCXO）等。 普通晶體振盪器（SPXO）可產生10^(-5)～10^(-4)量級的頻率精度，標准頻率1—100MHZ，頻率穩定度是±100ppm。SPXO沒有採用任何溫度頻率補償措施，價格低廉，通常用作微處理器的時鍾器件。封裝尺寸范圍從21×14×6mm及5×3.2×1.5mm。 電壓控制式晶體振盪器（VCXO）的精度是10^(-6)～10^(-5)量級，頻率范圍1~30MHz。低容差振盪器的頻率穩定度是±50ppm。通常用於鎖相環路。封裝尺寸14×10×3mm。 溫度補償式晶體振盪器（TCXO）採用溫度敏感器件進行溫度頻率補償，頻率精度達到10^(-7)～10^(-6)量級，頻率范圍1—60MHz，頻率穩定度為±1～±2.5ppm，封裝尺寸從30×30×15mm至11.4×9.6×3.9mm。通常用於手持電話、蜂窩電話、雙向無線通信設備等。 恆溫控制式晶體振盪器（OCXO）將晶體和振盪電路置於恆溫箱中，以消除環境溫度變化對頻率的影響。OCXO頻率精度是10^(-10)至10^(-8)量級，對某些特殊應用甚至達到更高。頻率穩定度在四種類型振盪器中最高。 三、石英晶體振盪器的主要參數 晶振的主要參數有標稱頻率，負載電容、頻率精度、頻率穩定度等。不同的晶振標稱頻率不同，標稱頻率大都標明在晶振外殼上。如常用普通晶振標稱頻率有：48kHz、500 kHz、503.5 kHz、1MHz～40.50 MHz等，對於特殊要求的晶振頻率可達到1000 MHz以上，也有的沒有標稱頻率，如CRB、ZTB、Ja等系列。負載電容是指晶振的兩條引線連接IC塊內部及外部所有有效電容之和，可看作晶振片在電路中串接電容。負載頻率不同決定振盪器的振盪頻率不同。標稱頻率相同的晶振，負載電容不一定相同。因為石英晶體振盪器有兩個諧振頻率，一個是串聯揩振晶振的低負載電容晶振：另一個為並聯揩振晶振的高負載電容晶振。所以，標稱頻率相同的晶振互換時還必須要求負載電容一至，不能冒然互換，否則會造成電器工作不正常。頻率精度和頻率穩定度：由於普通晶振的性能基本都能達到一般電器的要求，對於高檔設備還需要有一定的頻率精度和頻率穩定度。頻率精度從10^(-4)量級到10^(-10)量級不等。穩定度從±1到±100ppm不等。這要根據具體的設備需要而選擇合適的晶振，如通信網路，無線數據傳輸等系統就需要更高要求的石英晶體振盪器。因此，晶振的參數決定了晶振的品質和性能。在實際應用中要根據具體要求選擇適當的晶振，因不同性能的晶振其價格不同，要求越高價格也越貴，一般選擇只要滿足要求即可。 四、石英晶體振盪器的發展趨勢 1、小型化、薄片化和片式化：為滿足行動電話為代表的攜帶型產品輕、薄、短小的要求，石英晶體振盪器的封裝由傳統的裸金屬外殼覆塑料金屬向陶瓷封裝轉變。例如TCXO這類器件的體積縮小了30～100倍。採用SMD封裝的TCXO厚度不足2mm，目前5×3mm尺寸的器件已經上市。 2、高精度與高穩定度，目前無補償式晶體振盪器總精度也能達到±25ppm，VCXO的頻率穩定度在10～7℃范圍內一般可達±20～100ppm，而OCXO在同一溫度范圍內頻率穩定度一般為±0.0001～5ppm，VCXO控制在±25ppm以下。 3、低雜訊，高頻化，在GPS通信系統中是不允許頻率顫抖的，相位雜訊是表徵振盪器頻率顫抖的一個重要參數。目前OCXO主流產品的相位雜訊性能有很大改善。除VCXO外，其它類型的晶體振盪器最高輸出頻率不超過200MHz。例如用於GSM等行動電話的UCV4系列壓控振盪器，其頻率為650～1700 MHz，電源電壓2.2～3.3V，工作電流8～10mA。 4、低功能，快速啟動，低電壓工作，低電平驅動和低電流消耗已成為一個趨勢。電源電壓一般為3.3V。目前許多TCXO和VCXO產品，電流損耗不超過2 mA。石英晶體振盪器的快速啟動技術也取得突破性進展。例如日本精工生產的VG—2320SC型VCXO，在±0.1ppm規定值范圍條件下，頻率穩定時間小於4ms。日本東京陶瓷公司生產的SMD TCXO，在振盪啟動4ms後則可達到額定值的90%。OAK公司的10～25 MHz的OCXO產品，在預熱5分鍾後，則能達到±0.01 ppm的穩定度。 五、石英晶體振盪器的應用 1、石英鍾走時准、耗電省、經久耐用為其最大優點。不論是老式石英鍾或是新式多功能石英鍾都是以石英晶體振盪器為核心電路，其頻率精度決定了電子鍾表的走時精度。從石英晶體振盪器原理的示意圖中，其中V1和V2構成CMOS反相器石英晶體Q與振盪電容C1及微調電容C2構成振盪系統，這里石英晶體相當於電感。振盪系統的元件參數確定了振頻率。一般Q、C1及C2均為外接元件。另外R1為反饋電阻，R2為振盪的穩定電阻，它們都集成在電路內部。故無法通過改變C1或C2的數值來調整走時精度。但此時我們仍可用加接一隻電容C有方法，來改變振盪系統參數，以調整走時精度。根據電子鍾表走時的快慢，調整電容有兩種接法：若走時偏快，則可在石英晶體兩端並接電容C，如圖4所示。此時系統總電容加大，振盪頻率變低，走時減慢。若走時偏慢，則可在晶體支路中串接電容C。如圖5所示。此時系統的總電容減小，振盪頻率變高，走時增快。只要經過耐心的反復試驗，就可以調整走時精度。因此，晶振可用於時鍾信號發生器。 2、隨著電視技術的發展，近來彩電多採用500kHz或503 kHz的晶體振盪器作為行、場電路的振盪源，經1/3的分頻得到 15625Hz的行頻，其穩定性和可靠性大為提高。面且晶振價格便宜，更換容易。 3、在通信系統產品中，石英晶體振盪器的價值得到了更廣泛的體現，同時也得到了更快的發展。許多高性能的石英晶振主要應用於通信網路、無線數據傳輸、高速數字數據傳輸等。

Ⅱ 石英晶體振盪電路的頻率如何調

從你線路布置來看，X1是無源32.768KHz晶體吧，若是這樣電容配的有點大，C1、C2調整到20PF左右即可；若X1是晶振就不用這樣配置電路了，32.768KHz振盪器內部帶有線路設計，不需再外接電容，給匹配電壓之後就有信號輸出。

Ⅲ 石英晶體振盪器電路是採用的何種形式的反饋 反饋量大小對電路有何影響

石英晶體振盪電路常用電路有門電路、考比斯電路、皮爾斯電路等，但是所有振盪電路的反饋都是交流正反饋。反饋量的大小同振盪器的起振時間相關，但不是唯一關系。

Ⅳ 石英晶體振盪器是什麼，內部有哪些原理結構組成

[石英晶體振盪器]石英晶體振盪器石英晶體振盪器，石英諧振器簡稱為晶振，它是利用具有壓電效應的石英晶體片製成的。這種石英晶體薄片受到外加交變電場的作用時會產生機械振動，當交變電場的頻率與田英晶體的固有頻率相同時，振動便變得很強烈，這就是晶體諧振特性的反應。利用這種特性，就可以用石英諧振器取代LC(線圈和電容)諧振迴路、濾波器等。由於石英諧振器具有體積小、重量輕、可靠性高、頻率穩定度高等優點，被應用於家用電器和通信設備中。石英諧振器因具有極高的頻率穩定性，故主要用在要求頻率十分穩定的振盪電路中作諧振元件

Ⅳ 石英晶體振盪器是什麼，內部有哪些原理結構組成

[石英晶體振盪器]石英晶體振盪器石英晶體振盪器，石英諧振器簡稱為晶振，它是利用具有壓電效應的石英晶體片製成的。這種石英晶體薄片受到外加交變電場的作用時會產生機械振動，當交變電場的頻率與田英晶體的固有頻率相同時，振動便變得很強烈，這就是晶體諧振特性的反應。利用這種特性，就可以用石英諧振器取代lc(線圈和電容)諧振迴路、濾波器等。由於石英諧振器具有體積小、重量輕、可靠性高、頻率穩定度高等優點，被應用於家用電器和通信設備中。石英諧振器因具有極高的頻率穩定性，故主要用在要求頻率十分穩定的振盪電路中作諧振元件

Ⅵ 求一個石英晶體振盪器原理圖

原理圖：

石英晶體振盪器憑借其高精度和高穩定度，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鍾信號和為特定系統提供基準信號。下面，松季電子為你全解石英晶體振盪器的工作原理。

一、石英晶體振盪器的結構：

石英晶體振盪器是利用石英晶體(二氧化硅的結晶體)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塗敷銀層作為電極，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。

二、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。

三、符號和等效電路：

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。由於晶片的等效電感很大，而C很小，R也小，因此迴路的品質因數Q很大，可達1000～10000。

加上晶片本身的諧振頻率基本上只與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸有關，而且可以做得精確，因此利用石英諧振器組成的振盪電路可獲得很高的頻率穩定度。

四、諧振頻率：

從石英晶體諧振器的等效電路可知，它有兩個諧振頻率。

1、即當L、C、R支路發生串聯諧振時，它的等效阻抗最小(等於R)。串聯揩振頻率用fs表示，石英晶體對於串聯揩振頻率fs呈純阻性。

2、當頻率高於fs時L、C、R支路呈感性，可與電容C。發生並聯諧振，其並聯頻率用fd表示。 根據石英晶體的等效電路，可定性畫出它的電抗—頻率特性曲線。當頻率低於串聯諧振頻率fs或者頻率高於並聯揩振頻率fd時，石英晶體呈容性。

(6)石英晶體振盪電路擴展閱讀：

晶振在應用具體起到的作用，微控制器的時鍾源可以分為兩類：基於機械諧振器件的時鍾源，如晶振、陶瓷諧振槽路；RC（電阻、電容）振盪器。

一種是皮爾斯振盪器配置，適用於晶振和陶瓷諧振槽路。另一種為簡單的分立RC振盪器。基於晶振與陶瓷諧振槽路的振盪器通常能提供非常高的初始精度和較低的溫度系數。

RC振盪器能夠快速啟動，成本也比較低，但通常在整個溫度和工作電源電壓范圍內精度較差，會在標稱輸出頻率的5%至50%范圍內變化。

但其性能受環境條件和電路元件選擇的影響。需認真對待振盪器電路的元件選擇和線路板布局。在使用時，陶瓷諧振槽路和相應的負載電容必須根據特定的邏輯系列進行優化。具有高Q值的晶振對放大器的選擇並不敏感，但在過驅動時很容易產生頻率漂移（甚至可能損壞）。

Ⅶ 石英晶體振盪電路產生的頻率是多少

下圖是石英晶體的示意圖、等效電路及電抗頻率特性：

從石英晶體諧振器的等效電路可知，它有兩個諧振頻率，

1、當L，C，R支路發生串聯諧振時，可知其等效阻抗最小（等於R)。串聯諧振頻率為：

fs=1/2πsqrt(LC)；

2、當頻率高於fS時，L，C，R支路呈感性，可與電容C0發生並聯諧振，並聯諧振頻率為：

fp=fs*sqrt（1+C/C0）；

註：sqrt表示開方運算。

由於C<<C0，因此fp與fs非常接近！

增大C0，可以使石英晶體的並聯諧振頻率fp更加接近串聯諧振頻率fs。因此，可以在石英晶體的兩端並聯一個電容，使頻率更加穩定或達到微調頻率的目的。

實際的石英晶體頻率就是由上述等效電路中的L、C、C0決定，這些參數，取決於石英晶體的晶片特性。一般在幾十kHz至幾百MHz。

Ⅷ 石英晶體振盪電路

圖中標示這支電感的型號為EC36-2R2K-G，所以它的電感量是2.2uH。

Ⅸ 什麼是石英晶體振盪器

石英晶體振盪器

本詞條由「科普中國」網路科學詞條編寫與應用工作項目審核 。

石英晶體振盪器又名石英諧振器，簡稱晶振，是利用具有壓電效應的石英晶體片製成的。這種石英晶體薄片受到外加交變電場的作用時會產生機械振動，當交變電場的頻率與石英晶體的固有頻率相同時，振動便變得很強烈，這就是晶體諧振特性的反應。利用這種特性，就可以用石英諧振器取代LC(線圈和電容)諧振迴路、濾波器等。由於石英諧振器具有體積小、重量輕、可靠性高、頻率穩定度高等優點，被應用於家用電器和通信設備中。石英諧振器因具有極高的頻率穩定性，故主要用在要求頻率十分穩定的振盪電路中作諧振元件。

石英晶體振盪器的結構及原理

石英晶體振盪器是晶體振盪器的主要類型，下面介紹一下石英晶體振盪器的結構及原理。

石英晶體振盪器一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。石英晶體的壓電效應：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。

注意，這種效應是可逆的。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迴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。

石英晶體，有天然的也有人造的，是一種重要的壓電晶體材料。石英晶體本身並非振盪器，它只有藉助於有源激勵和無源電抗網路方可產生振盪。SPXO主要是由品質因數（Q）很高的晶體諧振器（即晶體振子）與反饋式振盪電路組成的。

石英晶體振子是振盪器中的重要元件，晶體的頻率（基頻或n次諧波頻率）及其溫度特性在很大程度上取決於其切割取向。石英晶體諧振器的基本結構、（金屬殼）封裝及其等效電路。

只要在晶體振子板極上施加交變電壓，就會使晶片產生機械變形振動，此現象即所謂逆壓電效應。當外加電壓頻率等於晶體諧振器的固有頻率時，就會發生壓電諧振，從而導致機械變形的振幅突然增大。

石英晶體振盪器的種類

1．按精度分類 石英晶體振盪器按精度（或頻率穩定度）可分為普通石英晶體振盪器，精密石英晶體振盪器、中精密石英晶體振盪器和高精密石英晶體振盪器。

2．按封裝結構及外形分類 石英晶體振盪器按封裝結構及外形可分為金屬外殼晶體振盪器、玻璃外殼晶體振盪器、膠木殼晶體振盪器和塑料外殼晶體振盪器。金屬外殼封裝的石英晶體振盪器又有錫焊、冷壓焊和電阻焊三種。

3．按引出電極數目分類 石英晶體振盪器按引出電極數目可分為雙電極（二端）型晶體振盪器、三電極（三端）型晶體振盪器和四電極（四端）型晶體振盪器。

4．按用途分類 石英晶體振盪器按用途可分為彩色電視機用晶體振盪器、影碟機用晶體振盪器、無線通信用晶體振盪器、電子鍾表用晶體振盪器等多種類型。

5．按基本諧振電路分類 石英晶體振盪器按基本諧振電路可分為並聯晶體振盪器和串聯晶體振盪器兩種類型。

石英晶體諧振器的命名方法

石英晶體振盪器的主要參數

石英晶體振盪器的主要參數有標稱頻率、負載電容、激勵電平、工作溫度范圍及溫度頻差等。

1．標稱頻率 標稱頻率是指石英晶體振盪器的振盪頻率，它與負載電容的容量值有關。

2．負載電容 負載電容是指與石英晶體振盪器各引腳相關聯的總有效電容（包括應用電路內部與外圍各電容）之和。負載電容常用的標准值有16PF、20PF、30PF、50PF、100PF。

3．激勵電平 激勵電平是指石英晶體振盪器工作時所消耗的有效功率。該值決定電路工作頻率的確良穩定程度。激勵電平常用的標准值有0.1 mW、0.5 mW、1 mW、2 mW、4 mW。

4．工作溫度范圍 工作溫度范圍是指石英晶體振盪器正常工作時所允許的最低溫度至最高溫度（環境溫度）。

5．溫度頻差 溫度頻差是指石英晶體振盪器在工作溫度范圍內的工作頻率相對於基準溫度下工作頻率的最大偏離值，它用來反映石英晶體振盪器的頻率溫度特性。

石英晶體振盪器的結構原理

石英晶體振盪器一般由外殼、晶片、支架、電極板、引線等組成。外殼材料有金屬、玻璃、膠木、塑料等，外形有圓柱形、管形、長方形、正方形等多種。

晶片是從一塊晶體上按一定的方位角切下的薄片，可以是圓形或正方形，矩形等。按切割晶片的方位不同，可將晶片分為AT、BT、CT、DT、X、Y等多種切型。不同切型的晶片其特性也不盡相同，尤其是頻率溫度特性相差較大。

晶片的兩個對應表面上塗敷銀層，由晶片支架固定並引出電極。晶片支架分為焊線式和夾緊式兩種。通常，中、低頻晶體振盪器採用焊線式晶片支架，而高頻晶體振盪器採用夾緊式晶片支架。

石英晶體振盪器的工作原理基於晶片的壓電效應（晶片兩面加上不同極性的電壓時，晶片的幾何尺寸將壓縮或伸張，此現象即為壓電效應）。當晶片兩面加上交變電壓時，晶片將隨著交變信號的變化而產生機械振動。當交變電壓的頻率與晶片的固有頻率（只與晶片幾何尺寸相關）相同時，機械振動最強，電路中的電流也最大，這即是晶體諧振特性。