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有愛之石英晶體振蕩器大篇論

來源：http://xwpc.com.cn 作者：jinluodz 2013年08月03

 
    前幾天有個(gè)客戶問起石英晶振和石英晶體振蕩器有什么區(qū)別,為什么又要這樣子稱呼他們。石英晶體振蕩器它是時(shí)鐘電路中最重要的部件，它的作用是向顯卡、網(wǎng)卡、主板等配件的各部分提供基準(zhǔn)頻率，它就像個(gè)標(biāo)尺，工作頻率的不穩(wěn)定會造成相關(guān)設(shè)備工作頻率不穩(wěn)定，自然容易出現(xiàn)問題，這個(gè)也就是為什么要挑選石英晶體振蕩器，因?yàn)槭⒕w具有非常好的頻率穩(wěn)定性和抗外界干擾的能力，所以，挑選石英晶體作為振蕩器的原材料。電路中的石英晶體震蕩器是用來產(chǎn)生基準(zhǔn)頻率的，通過基準(zhǔn)頻率來控制電路中的頻率的準(zhǔn)確性。
    電路中的晶振即石英晶體震蕩器，晶振是石英振蕩器的簡稱，英文名為Crystal。石英晶體震蕩器的應(yīng)用范圍是非常廣的，它質(zhì)量等級、頻率精度也是差別很大的。通訊系統(tǒng)用的信號發(fā)生器的信號源（震蕩源），絕大部分也用的是石英晶體震蕩器
    石英晶振和石英振蕩器的最大區(qū)別在于石英晶振不用帶電壓輸出,晶體內(nèi)部晶片產(chǎn)生振幅從而產(chǎn)生工作,石英晶體振蕩器是晶振內(nèi)部帶上壓電和普通晶體的腳位接法是不同的,通常的接法是一腳懸空，二腳接地，三腳接輸出,四腳接電壓。
    石英晶體振蕩器是利用石英晶體（二氧化硅的結(jié)晶體）的壓電效應(yīng)制成導(dǎo)入輸出電壓的一種諧振器件,它的基本結(jié)構(gòu)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(gè)對應(yīng)面上涂敷銀層作為電極,在每個(gè)電極上各焊一根引線接到管腳上,再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器,簡稱為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)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(yīng)：若在石英晶體的兩個(gè)電極上加一電場,晶片就會產(chǎn)生機(jī)械變形。反之,若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械壓力,則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場,這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。注意,這種效應(yīng)是可逆的。如果在晶片的兩極上加交變電壓,晶片就會產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),同時(shí)晶片的機(jī)械振動(dòng)又會產(chǎn)生交變電場。在一般情況下,晶片機(jī)械振動(dòng)的振幅和交變電場的振幅非常微小,但當(dāng)外加交變電壓的頻率為某一特定值時(shí),振幅明顯加大,比其他頻率下的振幅大得多,這種現(xiàn)象稱為壓電諧振,它與LC回路的諧振現(xiàn)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(guān)。
    石英晶體振蕩器分非溫度補(bǔ)償式晶體振蕩器、溫度補(bǔ)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(shù)字化/μp補(bǔ)償式晶體振蕩器（DCXO/MCXO）等幾種類型。其中無溫度補(bǔ)償式晶體振蕩器是最簡單的一種,在日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)中,稱其為標(biāo)準(zhǔn)封裝晶體振蕩器（SPXO）。振蕩器大類以下的規(guī)格一般可分為SPXO普通振蕩器，TCXO溫補(bǔ)晶振，VCXO壓控晶振，還有最精密的一種VC-TCXO壓控溫補(bǔ)振蕩器,OCXO恒溫晶振.
    由于制造工藝不斷提高，現(xiàn)在晶振的頻率偏差、溫度穩(wěn)定性、老化率、密封性等重要技術(shù)指標(biāo)都很好，已不容易出現(xiàn)故障，但在選用時(shí)仍可留意一下晶振的質(zhì)量。
    例如：某網(wǎng)卡的時(shí)鐘電路采用了高精度的SKO25MHz的晶振，較可靠保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)木_同步性，大大減少了丟包的可能性，并且在線路的設(shè)計(jì)上盡量靠近主芯片，使信號走線的長度大大縮短，可靠性進(jìn)一步增加。而如果采用劣質(zhì)晶振，這樣做雖然可以降低一點(diǎn)網(wǎng)卡成本，但因?yàn)轭l率的準(zhǔn)確性問題，極易造成傳輸過程中的數(shù)據(jù)丟包的情況。
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