晶振官方博客
更多>>了解有源晶振內(nèi)部的世界與原理！
來源：http://www.mrncp.com 作者：銷售部 2014年03月01
有源晶振其實跟無源晶振的原理相當(dāng)，其內(nèi)部都是采用壓電石英晶片作為核心工作部件，都是采用壓電效應(yīng)產(chǎn)生機械振蕩，在機械振蕩的同時又會產(chǎn)生電場及其微弱的電壓，當(dāng)外界電壓時機械振蕩的幅度就會急劇增加，從而產(chǎn)生頻率，這現(xiàn)象簡稱為壓低諧振，又簡稱為[諧振器]有源跟無源的差別在于，無源晶振內(nèi)部就三單純的一個壓電石英晶體片，兩極接上電壓就可工作，在加外界線路的匹配電容等配件，而有源晶振跟無源的區(qū)別在于，有源晶振內(nèi)部除了本身的壓電石英晶片外，還有一顆IC以及一顆貼片三極管，二極管，二顆電容以及電阻，一塊微小線路板。當(dāng)有源晶振想要振蕩工作時最主要還是要借助于這塊微型線路，以及內(nèi)部串聯(lián)的IC等零件，當(dāng)然還需要外部的啟動電壓，一般有源晶振的外部電壓有分為以下幾種：5V，3.3V，3V，2.8V，1.8V等電壓，5V的電壓一般使用產(chǎn)品都是比較大型的設(shè)備，或者是機種，相對較小的電壓一般應(yīng)用在民用電子數(shù)碼產(chǎn)品上，比如：無線通訊設(shè)備，微型筆記本電腦等數(shù)碼產(chǎn)品。
石英晶體振蕩器基本結(jié)構(gòu)及工作原理
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）溫補晶振、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(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)中，稱其為標(biāo)準(zhǔn)封裝晶體振蕩器（SPXO）。現(xiàn)以SPXO為例，簡要介紹一下石英晶體振蕩器的結(jié)構(gòu)與工作原理。
石英晶振，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
助于有源激勵和無源電抗網(wǎng)絡(luò)方可產(chǎn)生振蕩。SPXO主要是由品質(zhì)因數(shù)（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(jié)構(gòu)、（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(chǎn)生機械變形振動，此現(xiàn)象即所謂逆壓電效應(yīng)。當(dāng)外加電壓頻率等于晶體諧振器的固有頻率時，就會發(fā)生壓電諧振，從而導(dǎo)致機械變形的振幅突然增大。（c）所示的晶體諧振器的等效電路中，Co為晶片
(a)石英晶體振于的結(jié)構(gòu)
（b）金屬殼封裝示圖（c）等效電路
與金屬板之間的靜電電容；L、C為壓電諧振的等效參量；R為振動磨擦損耗的等效電阻。石英晶體諧振器存在一個串聯(lián)諧振頻率fos（1/2π），同時也存在一個并聯(lián)諧振頻率fop（1/2π)。由于Co?C，fop與fos之間之差值很小，并且R?ωOL，R?1/ωOC，所以諧振電路的品質(zhì)因數(shù)Q非常高（可達數(shù)百萬），從而使石英晶體諧振器組成的振蕩器頻率穩(wěn)定度十分高，可達10－12/日。石英晶體振蕩器的振蕩頻率既可近似工作于fos處，也可工作在fop附近，因此石英晶體振蕩器可分串聯(lián)型和并聯(lián)型兩種。用石英晶體諧振器及其等效電路，取代LC振蕩器中構(gòu)成諧振回路的電感（L）和電容（C）元件，則很容易理解晶體振蕩器的工作原理。
SPXO的總精度（包括起始精度和隨溫度、電壓及負載產(chǎn)生的變化）可以達到±25ppm。SPXO既無溫度補償也無溫度控制措施，其頻率溫度特性幾乎完全由石英晶體振子的頻率溫度特性所決定。在0～70℃范圍內(nèi)，SPXO的頻率穩(wěn)定度通常為20～1000ppm，SPXO可以用作鐘頻振蕩器。
有源晶振的英文簡稱為[SPXO]，溫補晶振的英文簡稱為[TCXO]，壓控振蕩器的英文簡稱為[VCXO]，壓控溫補振蕩器英文簡稱為[VC-TCXO]，無源石英晶振因為簡稱為[Crystal]，以上都屬于石英晶振部分，只是每款晶振都有它們的使用途徑，與使用的功能，下一篇我們來簡述以上每一款晶振的專業(yè)應(yīng)用與知識。
石英晶體振蕩器基本結(jié)構(gòu)及工作原理
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）溫補晶振、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(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)中，稱其為標(biāo)準(zhǔn)封裝晶體振蕩器（SPXO）。現(xiàn)以SPXO為例，簡要介紹一下石英晶體振蕩器的結(jié)構(gòu)與工作原理。
石英晶振，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
助于有源激勵和無源電抗網(wǎng)絡(luò)方可產(chǎn)生振蕩。SPXO主要是由品質(zhì)因數(shù)（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(jié)構(gòu)、（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(chǎn)生機械變形振動，此現(xiàn)象即所謂逆壓電效應(yīng)。當(dāng)外加電壓頻率等于晶體諧振器的固有頻率時，就會發(fā)生壓電諧振，從而導(dǎo)致機械變形的振幅突然增大。（c）所示的晶體諧振器的等效電路中，Co為晶片
(a)石英晶體振于的結(jié)構(gòu)
（b）金屬殼封裝示圖（c）等效電路
與金屬板之間的靜電電容；L、C為壓電諧振的等效參量；R為振動磨擦損耗的等效電阻。石英晶體諧振器存在一個串聯(lián)諧振頻率fos（1/2π），同時也存在一個并聯(lián)諧振頻率fop（1/2π)。由于Co?C，fop與fos之間之差值很小，并且R?ωOL，R?1/ωOC，所以諧振電路的品質(zhì)因數(shù)Q非常高（可達數(shù)百萬），從而使石英晶體諧振器組成的振蕩器頻率穩(wěn)定度十分高，可達10－12/日。石英晶體振蕩器的振蕩頻率既可近似工作于fos處，也可工作在fop附近，因此石英晶體振蕩器可分串聯(lián)型和并聯(lián)型兩種。用石英晶體諧振器及其等效電路，取代LC振蕩器中構(gòu)成諧振回路的電感（L）和電容（C）元件，則很容易理解晶體振蕩器的工作原理。
SPXO的總精度（包括起始精度和隨溫度、電壓及負載產(chǎn)生的變化）可以達到±25ppm。SPXO既無溫度補償也無溫度控制措施，其頻率溫度特性幾乎完全由石英晶體振子的頻率溫度特性所決定。在0～70℃范圍內(nèi)，SPXO的頻率穩(wěn)定度通常為20～1000ppm，SPXO可以用作鐘頻振蕩器。
有源晶振的英文簡稱為[SPXO]，溫補晶振的英文簡稱為[TCXO]，壓控振蕩器的英文簡稱為[VCXO]，壓控溫補振蕩器英文簡稱為[VC-TCXO]，無源石英晶振因為簡稱為[Crystal]，以上都屬于石英晶振部分，只是每款晶振都有它們的使用途徑，與使用的功能，下一篇我們來簡述以上每一款晶振的專業(yè)應(yīng)用與知識。
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