晶體振蕩器的的穩(wěn)定度

     晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度是振蕩電路的重要技術(shù)指標(biāo)，在一般LC振蕩電路中，盡管采取各種穩(wěn)頻措族，其頻率穩(wěn)定僅能達(dá)到10負(fù)4次方~10負(fù)5次方量級(jí)。如果要求頻率穩(wěn)定度優(yōu)于10負(fù)5次方量級(jí)，就必須采用晶體振蕩電路。晶體振蕩電路是采用石英諧振器作為振蕩回路元件的電路，它是利用石英諧振器的諧振特性控制和穩(wěn)定振蕩電路的振蕩頻率。石英諧振器是從石英晶體中按一定方位角切下為AT、BT、CT、DT、ET、GT和X 5等切型。常用的幾種切型的主要性能見表5.3-3石英片的振動(dòng)具有多諧性，除基頻振動(dòng)外，還有奇次諧波的泛音振動(dòng)。一個(gè)石英諧振器既可利用其基頻振動(dòng)，也可利用其泛音振動(dòng)，前者稱為基音晶體，后者稱為泛音晶體。泛音晶體和基音晶體的等效電路（見圖5.1-10)相同，但參數(shù)值不同。泛音頻率與基音頻率不成整數(shù)倍關(guān)系，只在奇數(shù)倍附近，且不能同時(shí)存在。泛音晶體一般利用3次和5次的泛音振動(dòng)，而很少采用9次以上的泛音振動(dòng)。由于石英諧振器具有極高的Q值，很小的P值,良好的物理與化學(xué)穩(wěn)定性以及很高的回路標(biāo)準(zhǔn)性，因而，晶體振蕩電路具有很高的頻率穩(wěn)定度。一般采用低精度石英諧振器時(shí)，頻率穩(wěn)定度可達(dá)10負(fù)5次方量級(jí)。

晶體振蕩器工作原理

晶振具有壓電效應(yīng)，即在晶片兩極外加電壓后晶體會(huì)產(chǎn)生變形，反過來如外力使晶片變形，則兩極上金屬片又會(huì)產(chǎn)生電壓。如果給晶片加上適當(dāng)?shù)慕蛔冸妷?，晶片就?huì)產(chǎn)生諧振（諧振頻率與石英斜面傾角等有關(guān)系，且頻率一定）。晶振利用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體，在共振的狀態(tài)下工作可以提供穩(wěn)定、準(zhǔn)確的單頻振蕩。在通常工作條件下，普通的晶振頻率精度可達(dá)百萬分之五十。利用該特性，晶振可以提供較穩(wěn)定的脈沖，廣泛應(yīng)用于微芯片的時(shí)鐘電路里。晶片多為石英半導(dǎo)體材料，外殼用金屬封裝。 

晶振常與主板、南橋、聲卡等電路連接使用。晶振可比喻為各板卡的“心跳”發(fā)生器，如果主卡的“心跳”出現(xiàn)問題，必定會(huì)使其他各電路出現(xiàn)故障。

晶振的作用

晶振也是控制CPU的時(shí)鐘頻率的,也就是產(chǎn)生高低電平的周期(產(chǎn)生一個(gè)高電平,和一個(gè)低電平為一個(gè)周期,)一般說來次頻率越高,電腦在單位時(shí)間里處理的速度越快晶振本身并不產(chǎn)生振蕩，但它會(huì)以一個(gè)固定的頻率與外電路發(fā)生諧振，前提是外電路的振蕩頻率必須與晶振的固有振蕩頻率相一致，起碼也要非常接近，否則電路將停振。關(guān)于測試，一般業(yè)余情況下用萬用表測有電阻（指表針動(dòng)）則已損壞（振蕩頻率很低的表針也會(huì)略擺，但馬上歸零），表針不動(dòng)（電阻無窮大），有可能好，有可能引線開路。

普通晶振和溫補(bǔ)晶振

1、普通晶振

普通晶體振蕩器(SPXO)是簡單的晶體振蕩器,它是由晶體元件與振蕩電路按設(shè)計(jì)要求,集成裝配在PCB電路板上并用金屬外殼封裝而成的頻率器件，通常用作微處理器的時(shí)鐘器件。

2、溫補(bǔ)晶振

溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(TCXO)，在晶振內(nèi)部采取了對(duì)晶體頻率溫度特性進(jìn)行補(bǔ)償，以達(dá)到在寬溫溫度范圍內(nèi)滿足穩(wěn)定度要求的晶體振蕩器。一般模擬式溫補(bǔ)晶振采用熱敏補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。補(bǔ)償后頻率精度更高，，由于其良好的開機(jī)特性、優(yōu)越的性能價(jià)格比及功耗低、體積小、環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)等多方面優(yōu)點(diǎn)，通常用于通信設(shè)備，如手機(jī)，GPS定位等。