晶体及晶振相关知识

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1、晶体及晶振相关知识三旗硬件部路斌LONGCHEERCONFIDENTIALLONGCHEERCONFIDENTIAL1PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cn晶体介绍•晶体(crystal)是自然界存在的石英材料，也可以人造石英，目前做晶振的石英基本上都是人造的。其具有的压电效应被人们用其来做频率基准。可以这么说吧，它就是块以特定方式(AT或BT等)切割的水晶。•用它作振荡器时，结合具体的振荡电路(如克莱拍，考皮兹等)完成一个完整的振荡电路的功能。那完整的振荡电路就是有源电路，而其中所用的一块晶体就是无源晶体

2、，有人叫无源晶振，那是不准确的。•如果把完整的带晶体的振荡电路集成在一块，可能再加点其它控制功能集成到一起，封装好，引几个脚出来，这就是你所说的有源晶振。英文叫Oscillator。而晶体则是Crystal.•可以说Oscillator是Crystal经过深加工的产品，而crystal是原材料。LONGCHEERCONFIDENTIAL2PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cn石英晶体的压电效应•石英晶体的压电效应：对石英晶片施加压力就会产生+、-电荷，反过来，对晶片施加电压就产生晶片的机械形变，称这一现象为

3、晶片的压电效应。加在晶体上的直流电压，加了又断，断了又加，由于相互影响，于是就形成了固有的振荡，而且这一振荡频率不受周围环境的影响极小。LONGCHEERCONFIDENTIAL3PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cn石英晶体等效模型LONGCHEERCONFIDENTIAL4PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cn石英晶体谐振器（晶体）相关术语•标称频率：晶体技术条件中规定的频率•工作频率：晶体与工作电路共同产生的频率•温度频差：在规定条件下，在工作温度范围

4、内相对于基准温度（25±2℃）时工作频率的允许偏差•老化率：在规定条件下，晶体工作频率随时间而允许的相对变化。以年为时间单位衡量时称为年老化率•静电容：等效电路中与串联臂并接的电容，也叫并电容，通常用C0表示•负载电容：与晶体一起决定负载谐振频率fL的有效外界电容，通常用CL表示•负载谐振频率（fL）：在规定条件下，晶体与一负载电容相串联或相并联，其组合阻抗呈现为电阻性时的两个频率中的一个频率。在串联负载电容时，负载谐振频率是两个频率中较低的一个，在并联负载电容时，则是两个频率中较高的一个。LONGCHEERCONFIDENTIAL5PDF文件使用"pdf

5、FactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cn•动态电阻：串联谐振频率下的等效电阻。用R1表示•负载谐振电阻：在负载谐振频率时呈现的等效电阻。用RL表示，RL＝R1（1+C0/CL）2•激励电平：晶体工作时所消耗功率的表征值•基频：在振动模式最低阶次的振动频率•泛音：晶体振动的机械谐波。泛音频率与基频频率之比接近整数倍但不是整数倍，这是它与电气谐波的主要区别。泛音振动有3次泛音，5次泛音，7次泛音，9次泛音等•激励电平的影响：一般来讲，AT切晶体激励电平的增大，其频率变化是正的。激励电平过高会引起非线性效应，导致可能出现寄生振荡；严重热

6、频漂；过应力频漂及电阻突变。当激励电平过低时则会造成起振阻力不易克服、工作不良及指标的不稳定LONGCHEERCONFIDENTIAL6PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cn石英晶体振荡器（晶振）•普通晶振（PXO）：是一种没有采取温度补偿措施的晶体振荡器，在整个温度范围内，晶振的频率稳定度取决于其内部所用晶体的性能，频率稳定度在10-5量级，一般用于普通场所作为本振源或中间信号，是晶振中最廉价的产品•温补晶振（TCXO）：是在晶振内部采取了对晶体频率温度特性进行补偿，以达到在宽温温度范围内满足稳定度要求的

7、晶体振荡器。一般模拟式温补晶振采用热敏补偿网络。补偿后频率稳定度在10-7~10-6量级，由于其良好的开机特性、优越的性能价格比及功耗低、体积小、环境适应性较强•压控晶振（VCXO）：是一种可通过调整外加电压使晶振输出频率随之改变的晶体振荡器，主要用于锁相环路或频率微调。•恒温晶振（OCXO）：采用精密控温，使电路元件及晶体工作在晶体的零温度系数点的温度上。中精度产品频率稳定度为10-7~10-8，高精度产品频率稳定度在10-9量级以上。LONGCHEERCONFIDENTIAL7PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.finepr

8、int.cnLONGCHEERCONFIDENTIAL8PDF文件