晶振详解:晶振的定义，晶振的作用和原理，晶振

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晶体振荡器的定义晶体振荡器是指从应时晶体上按一定方位切割下来的薄片(简称晶片)，以及石英晶体谐振器，简称应时晶体或晶体与晶体振荡器[1]；而在封装内部增加IC形成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器。其产品一般用金属外壳包装，也有用玻璃外壳、陶瓷或塑料包装的。

晶体振荡器的作用和原理每个单片机系统中都有一个晶体振荡器。整个过程称为晶振，在单片机系统中起着非常重要的作用。它结合单片机内部电路产生单片机必需的时钟频率，单片机所有指令的执行都以此为基础。晶体振荡器提供的时钟频率越高，单片机的运行速度越快。

晶体振荡器工作在谐振状态，晶体可以将电能和机械能相互转换，从而提供稳定准确的单频振荡。在正常工作条件下，普通晶振频率的绝对精度可以达到百万分之五十。高级精度更高。一些晶体振荡器还可以通过施加电压在一定范围内调节频率，这种振荡器称为压控振荡器(VCO)。

晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，方便各部分保持同步。在一些通信系统中，基频和射频使用不同的晶体振荡器，但它们通过电子频率调整来同步。晶体振荡器通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同的子系统需要不同频率的时钟信号，它们可以由连接到同一晶体振荡器的不同锁相环来提供。

一般晶振采用电容三端交流等效振荡电路，如图1a所示；晶体振荡器的实际交流等效电路如图1b所示，其中Cv用来调节振荡频率，一般是通过在变容二极管上加不同的反向偏置电压来实现，这也是电压控制的机制。图1c显示了晶体的等效电路，而不是晶体。其中Co、C1、L1和RR是晶体的等效电路。

通过对整个储能电路的分析可知，利用Cv改变频率是有限的：决定振荡频率的整个储能电路电容C=Cbe，Cce，Cv，先串联Co，再串联C1。可以看出，C1越小，Co越大，Cv变化时对整个储能电容的影响越小。所以可以“压控”的频率范围更小。实际上，因为C1很小(1E-15量级)，所以不能忽略Co(1E-12量级，几PF)。

因此，当Cv增大时，降低通道频率的效果越来越小，而当Cv减小时，提高通道频率的效果越来越大。这一方面造成了电压控制特性的非线性，电压控制范围越大，非线性越大；另一方面，分配给振荡的反馈电压(Cbe上的电压)越来越小，最终导致振荡停止。泛音频率越高，等效电容C1越小。因此，频率变化的范围较小。

微控制器的时钟源可分为两类：基于机械谐振器件的时钟源，如晶体振荡器、陶瓷谐振槽等；RC(电阻、电容)振荡器。一种是皮尔斯振荡器配置，适用于晶体振荡器和陶瓷谐振回路。另一种是简单的分立RC振荡器。

用万用表测量晶体振荡器是否工作的方法：测量两个管脚的电压是否是芯片工作电压的一半，比如51单片机的工作电压为5V，那么就是2.5V左右，另外如果用镊子接触晶体的另一只脚，这个电压变化明显，证明它在振动。晶体振荡器的类型有SMD和DIP，即贴片型和引脚型。先说下DIP:常用的尺寸有HC-49U/T、HC-49S、UM-1、UM-5，单位都是MHZ。

再说SMD:有0705，0603，0503，0302，分为四个焊点和两个焊点。对于我们公司来说，默认是四个焊点。两个焊点的材料需要进口，周期长。一般来说，不能做两个焊点。晶体振荡器的基本分类-晶体振荡器的基本分类

晶体振荡器又分为无源晶体振荡器和有源晶体振荡器。无源晶体振荡器和有源晶体振荡器(谐振)的英文名称不同。无源晶振是晶体，有源晶振是振荡器。无源晶振需要借助时钟电路产生振荡信号，不能自行振荡，所以“无源晶振”一词并不准确；有源晶体振荡器是一种完全的谐振振荡器。

石英晶体振荡器和石英晶体谐振器都是提供稳定电路频率的电子器件。石英晶体振荡器通过应时晶体的压电效应振动，而石英晶体谐振器通过应时晶体和内置ic的相互作用工作。振荡器直接用在电路中，谐振器一般需要提供3.3V的电压来维持工作。振荡器有一个比谐振器更重要的技术参数：谐振电阻(RR)，谐振器没有电阻要求。

RR的大小直接影响电路的性能，因此是各种业务竞争的重要参数。

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