大家都知道交流電和直流電吧，要把交流電變成直流電的話，你會用到整流濾波電路，或是開關電源；要是把直流電變成交流電呢，就沒有那麼簡單了，在這裡就可以用一個振蕩電路，将直流電晶體振蕩器就會産生交流電。這晶體振蕩器不需要外信号激勵、自身就可以将直流電能轉化為交流電能的裝置。這樣的裝置或說是一種電路就可以稱為“晶體振蕩器”。

晶體振蕩器作用

晶體振蕩器一般簡稱為晶振，這是一種機電的具體器件，是使用電損耗比較小的石英晶體經過仔細的切割和磨削，并且還要鍍電極焊上的引線才可以做成。晶體振蕩器作用是什麼呢？

石英晶體振蕩器是高精度和高穩定度的振蕩器，被廣泛應用于彩電、計算機、遙控器等各類振蕩電路中，以及通信系統中用于頻率發生器、為數據處理設備産生時鐘信号和為特定系統提供基準信号。

石英晶體振蕩器是利用石英晶體（二氧化矽的結晶體）的壓電效應制成的一種諧振器件，它的基本構成大緻是：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。其産品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。

若在石英晶體的兩個電極上加一電場，晶片就會産生機械變形。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将産生電場，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，晶片就會産生機械振動，同時晶片的機械振動又會産生交變電場。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。

當晶體不振動時，可把它看成一個平闆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。當晶體振蕩時，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，一般隻有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。由于晶片的等效電感很大，而C很小，R也小，因此回路的品質因數Q很大，可達1000～10000。加上晶片本身的諧振頻率基本上隻與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸有關，而且可以做得精确，因此利用石英諧振器組成的振蕩電路可獲得很高的頻率穩定度。

計算機都有個計時電路，盡管一般使用“時鐘”這個詞來表示這些設備，但它們實際上并不是通常意義的時鐘，把它們稱為計時器（TImer）可能更恰當一點。計算機的計時器通常是一個精密加工過的石英晶體，石英晶體在其張力限度内以一定的頻率振蕩，這種頻率取決于晶體本身如何切割及其受到張力的大小。有兩個寄存器與每個石英晶體相關聯，一個計數器（counter）和一個保持寄存器（holdingregister）。石英晶體的每次振蕩使計數器減1。當計數器減為0時，産生一個中斷，計數器從保持寄存器中重新裝入初始值。這種方法使得對一個計時器進行編程，令其每秒産生60次中斷（或者以任何其它希望的頻率産生中斷）成為可能。每次中斷稱為一個時鐘嘀嗒（clockTIck）。

晶振在電氣上可以等效成一個電容和一個電阻并聯再串聯一個電容的二端網絡，電工學上這個網絡有兩個諧振點，以頻率的高低分其中較低的頻率為串聯諧振，較高的頻率為并聯諧振。由于晶體自身的特性緻使這兩個頻率的距離相當的接近，在這個極窄的頻率範圍内，晶振等效為一個電感，所以隻要晶振的兩端并聯上合适的電容它就會組成并聯諧振電路。這個并聯諧振電路加到一個負反饋電路中就可以構成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率範圍很窄，所以即使其他元件的參數變化很大，這個振蕩器的頻率也不會有很大的變化。晶振有一個重要的參數，那就是負載電容值，選擇與負載電容值相等的并聯電容，就可以得到晶振标稱的諧振頻率。一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個電容分别接到晶振的兩端，每個電容的另一端再接到地，這兩個電容串聯的容量值就應該等于負載電容，請注意一般IC的引腳都有等效輸入電容，這個不能忽略。一般的晶振的負載電容為15p或12.5p，如果再考慮元件引腳的等效輸入電容，則兩個22p的電容構成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。

晶體振蕩器的具體用途是什麼：

利用英晶體振蕩做時鐘、做時間繼電器、溫控器、光學測量振蕩儀、水浴恒溫振蕩儀、電子計算器、電視機、小型恒溫晶振 、 高穩恒溫晶振 、 溫度補償晶振、 壓控晶體振蕩器 、 高穩時鐘鎖相模塊。

晶體振蕩器基本分類

石英晶體振蕩器分 非溫度補償式晶體振蕩器、溫度補償晶體振蕩器（TCXO）、電壓控制晶體振蕩器（VCXO）、恒溫控制式晶體振蕩器（OCXO）和數字化/μp補償式晶體振蕩器（DCXO/MCXO）等幾種類型。其中，無溫度補償式晶體振蕩器是最簡單的一種，在日本工業标準（JIS）中 ，稱其為标準封裝晶體振蕩器（SPXO）。

石英晶體器件

石英晶體振蕩器 是利用石英晶體（二氧化矽的結晶體）的壓電效應 制成的一種諧振器件，它的基本結構大緻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。其産品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，晶片就會産生機械變形。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将産生電場，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，晶片就會産生機械振動，同時晶片的機械振動又會産生交變電場。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。

石英晶體振蕩器分非溫度補償式晶體振蕩器、溫度補償晶體振蕩器（TCXO）、電壓控制晶體振蕩器（VCXO）、恒溫控制式晶體振蕩器（OCXO）和 數字化/μp補償式晶體振蕩器（DCXO/MCXO）等幾種類型。 其中，無溫度補償式晶體振蕩器是最簡單的一種，在日本工業标準（JIS）中，稱其為标準封裝晶體振蕩器（SPXO）。現以SPXO為 例，簡要介紹一下石英晶體振蕩器的結構與工作原理。

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。石英晶體本身并非振蕩器，它隻有借助于有源激勵和無源電抗網絡方可産生振蕩。SPXO主要是由品質因數（Q）很高的晶體諧振器（即晶體振子）與反饋式振蕩電路組成的。石英晶體振子是振蕩器中的重要元件，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于其切割取向。石英晶體諧振器的基本結構、（金屬殼）封裝及其等效電路。隻要在晶體振子闆極上施加交變電壓，就會使晶片産生機械變形振動，此現象即所謂逆壓電效應。當外加電壓頻率等于晶體諧振器的固有頻率時，就會發生壓電諧振，從而導緻機械變形的振幅突然增大。

石英晶體振蕩器的應用：

1、石英鐘走時準、耗電省、經久耐用為其最大優點。不論是老式石英鐘或是新式多功能石英鐘都是以石英晶體振蕩器為核心電路，其頻率精度決定了電子鐘表的走時精度。石英晶體振蕩器原理的示意如圖3所示，其中V1和V2構成CMOS反相器石英晶體Q與振蕩電容C1及微調電容C2構成振蕩系統，這裡石英晶體相當于電感。

振蕩系統的元件參數确定了振頻率。一般Q、C1及C2均為外接元件。另外R1為反饋電阻，R2為振蕩的穩定電阻，它們都集成在電路内部。故無法通過改變C1或C2的數值來調整走時精度。但此時仍可用加接一隻電容C有方法，來改變振蕩系統參數，以調整走時精度。根據電子鐘表走時的快慢，調整電容有兩種接法：若走時偏快，則可在石英晶體兩端并接電容C，如圖4所示。此時系統總電容加大，振蕩頻率變低，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，振蕩頻率變高，走時增快。隻要經過耐心的反複試驗，就可以調整走時精度。因此，晶振可用于時鐘信号發生器。

2、随着電視技術的發展，近 來 彩電多采用500kHz或503kHz的晶體振蕩器作為行、場電路的振蕩源，經1/3的分頻得到15625Hz的行頻，其穩定性和可靠性大為提高。而且晶振價格便宜，更換容易。

3、在通信系統産品中，石英晶體振蕩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于通信網絡、無線數據傳輸、高速數字數據傳輸等。

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