　　晶振是從一塊石英上按一定方位角切下的薄片,簡稱晶片.是利用石英晶體(二氧化硅的結晶體)的壓電效應制成的諧振器件.晶振是單片機系統里的一部分,它的全稱為石英晶體振蕩器.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,簡稱石英晶體或晶振.

　　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,它只有借助有源激勵和無源電抗網絡便可產生振蕩.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).
　　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.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.當外加電壓頻率等于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.
　　晶振廣泛應用于計算機,通信,電視機,MP3,收音機,空調,DVD,玩具,汽車電子, 航天,數碼產品等領域.之所以能夠在各行業適用,主要是因為晶振可以結合單片機內部的電路,能夠產生單片機所必須的時鐘頻率,為單片機指令的執行提供了基礎.當晶振提供的時鐘頻率越高,該單片機運行速度也越快.晶振用一種能把電能和機械能相互轉化的晶體在共振的狀態下工作,提供穩定,精確的頻率振蕩.在通常的工作條件下,普通晶振頻率絕對精度可達百萬分之五十.有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內調整頻率,稱為壓控振蕩器(VCO).

參數	基本描述
頻率準確度	在標稱電源電壓、標稱負載阻抗、基準溫度(25℃)以及其他條件保持不變,晶體振蕩器的頻率相對與其規定標稱值的最大允許偏差,即(fmax-fmin)/f0；
溫度穩定度	其他條件保持不變,在規定溫度范圍內晶體振蕩器輸出頻率的最大變化量相對于溫度范圍內輸出頻率極值之和的允許頻偏值,即(fmax-fmin)/(fmax+fmin);
頻率調節范圍	通過調節晶振的某可變元件改變輸出頻率的范圍.
調頻(壓控)特性	包括調頻頻偏、調頻靈敏度、調頻線性度。 ①調頻頻偏:壓控晶體振蕩器控制電壓由標稱的最大值變化到最小值時輸出頻率差. ②調頻靈敏度:壓控晶體振蕩器變化單位外加控制電壓所引起的輸出頻率的變化量. ③調頻線性度:是一種與理想直線(最小二乘法)相比較的調制系統傳輸特性的量度.
負載特性	其他條件保持不變,負載在規定變化范圍內晶體振蕩器輸出頻率相對于標稱負載下的輸出頻率的最大允許頻偏.
電壓特性	其他條件保持不變,電源電壓在規定變化范圍內晶體振蕩器輸出頻率相對于標稱電源電壓下的輸出頻率的最大允許頻偏.
雜波	輸出信號中與主頻無諧波(副諧波除外)關系的離散頻譜分量與主頻的功率比,用dBc表示.
諧波	諧波分量功率Pi與載波功率P0之比,用dBc表示.
頻率老化	在規定的環境條件下,由于元件(主要是石英諧振器)老化而引起的輸出頻率隨時間的系統漂移過程.通常用某一時間間隔內的頻差來量度.對于高穩定晶振,由于輸出頻率在較長的工作時間內呈近似線性的單方向漂移,往往用老化率(單位時間內的相對頻率變化)來量度.
日波動	指振蕩器經過規定的預熱時間后,每隔一小時測量一次,連續測量24小時,將測試數據按S=(fmax-fmin)/f0式計算,得到日波動.
開機特性	在規定的預熱時間內,振蕩器頻率值的最大變化,用V=(fmax-fmin)/f0表示
相位噪聲	短期穩定度的頻域量度.用單邊帶噪聲與載波噪聲之比£(f)表示,£(f)與噪聲起伏的頻譜密度Sφ(f)和頻率起伏的頻譜密度Sy(f)直接相關,由下式表示:f2S(f)=f02Sy(f)=2f2£(f)f—傅立葉頻率或偏離載波頻率;f0—載波頻率.

　　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內以一定的頻率振蕩,

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,產生一個中斷,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.令其每秒產生60次中斷(或者以任何其它希望的頻率產生中斷)成為可能.每次中斷稱為一個時鐘嘀嗒.
　　不論是老式石英鐘或是新式多功能石英鐘點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.石英鐘點走時準,耗電省,經久耐用為最大優點.在通信系統產品中,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,無數數據傳輸,高速數字數據傳輸等.
　　總結:1、小型化、薄片化和片式化:為滿足移動電話為代表的便攜式產品輕、薄、短小的要求,石英晶體振蕩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.采用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,無補償式晶體振蕩器總精度也能達到±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、低噪聲,高頻化,在GPS通信系統中是不允許頻率顫抖的,相位噪聲是表征振蕩器頻率顫抖的一個重要參數.OCXO主流產品的相位噪聲性能有很大改善.除VCXO外,其它類型的晶體振蕩器最高輸出頻率不超過200MHz.例如用于GSM等移動電話的UCV4系列壓控振蕩器,其頻率為650～1700MHz,電源電壓2.2～3.3V,工作電流8～10mA.
　　4、低功耗,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.許多TCXO和VCXO產品,電流損耗不超過2mA.石英晶體振蕩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,頻率穩定時間小于4ms.日本東京陶瓷公司生產的SMDTCXO,在振蕩啟動4ms后則可達到額定值的90%.OAK公司的10～25MHz的OCXO產品,在預熱5分鐘后,則能達到±0.01ppm的穩定度.

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