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有愛之石英晶體振蕩器大篇論

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

    前幾天有個客戶問起石英晶振和石英晶體振蕩器有什么區別,為什么又要這樣子稱呼他們。石英晶體振蕩器它是時鐘電路中最重要的部件，它的作用是向顯卡、網卡、主板等配件的各部分提供基準頻率，它就像個標尺，工作頻率的不穩定會造成相關設備工作頻率不穩定，自然容易出現問題，這個也就是為什么要挑選石英晶體振蕩器，因為石英晶體具有非常好的頻率穩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生基準頻率的，通過基準頻率來控制電路中的頻率的準確性。
    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用范圍是非常廣的，它質量等級、頻率精度也是差別很大的。通訊系統用的信號發生器的信號源（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別在于石英晶振不用帶電壓輸出,晶體內部晶片產生振幅從而產生工作,石英晶體振蕩器是晶振內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（二氧化硅的結晶體）的壓電效應制成導入輸出電壓的一種諧振器件,它的基本結構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涂敷銀層作為電極,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。
    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,在日本工業標準(JIS)中,稱其為標準封裝晶體振蕩器（SPXO）。振蕩器大類以下的規格一般可分為SPXO普通振蕩器，TCXO溫補晶振，VCXO壓控晶振，還有最精密的一種VC-TCXO壓控溫補振蕩器,OCXO恒溫晶振.
    由于制造工藝不斷提高，現在晶振的頻率偏差、溫度穩定性、老化率、密封性等重要技術指標都很好，已不容易出現故障，但在選用時仍可留意一下晶振的質量。
    例如：某網卡的時鐘電路采用了高精度的SKO25MHz的晶振，較可靠保證了數據傳輸的精確同步性，大大減少了丟包的可能性，并且在線路的設計上盡量靠近主芯片，使信號走線的長度大大縮短，可靠性進一步增加。而如果采用劣質晶振，這樣做雖然可以降低一點網卡成本，但因為頻率的準確性問題，極易造成傳輸過程中的數據丟包的情況。

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