晶體振蕩器的結構

晶(jing)(jing)體振(zhen)(zhen)蕩(dang)器是利用(yong)石英(ying)晶(jing)(jing)體的(de)(de)壓電(dian)效應(ying)制成(cheng)的(de)(de)一種(zhong)諧(xie)振(zhen)(zhen)器件。它的(de)(de)基本構成(cheng)大致是：從一塊石英(ying)晶(jing)(jing)體上(shang)(shang)按一定方位角(jiao)切下的(de)(de)薄片(在它的(de)(de)兩(liang)個對應(ying)面上(shang)(shang)涂(tu)敷銀層作為(wei)電(dian)極)，還有IC芯(xin)片以及相應(ying)的(de)(de)電(dian)阻(zu)電(dian)容和微小線路板組成(cheng)的(de)(de)振(zhen)(zhen)蕩(dang)電(dian)路，有源振(zhen)(zhen)蕩(dang)器原廠，再(zai)加上(shang)(shang)封裝(zhuang)外殼就構成(cheng)了晶(jing)(jing)體振(zhen)(zhen)蕩(dang)器，一般(ban)簡(jian)稱為(wei)晶(jing)(jing)振(zhen)(zhen)。其產品大多用(yong)金屬外殼封裝(zhuang)，也有用(yong)玻璃殼、陶瓷或塑料封裝(zhuang)的(de)(de)。

不(bu)同的(de)(de)(de)工程使用，對(dui)晶體(ti)振蕩器頻率的(de)(de)(de)技術性(xing)能(neng)(neng)要(yao)求(qiu)(qiu)不(bu)同。有(you)的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)(qiu)頻率短期穩定(ding)度高；有(you)的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)(qiu)簡單好用；有(you)的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)(qiu)長期穩定(ding)性(xing)高；有(you)的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)(qiu)開機后短時間內能(neng)(neng)穩定(ding)工作；有(you)的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)(qiu)能(neng)(neng)抗很強的(de)(de)(de)沖擊與振動等(deng)等(deng)。

晶體(ti)振蕩器的功能作用(yong)

晶振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)在(zai)(zai)應用具體起到的(de)(de)(de)作(zuo)用，微控制器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)時鐘源可(ke)以分為兩(liang)類(lei)(lei)：基(ji)于機械(xie)諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)器(qi)(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)時鐘源，如晶振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)、陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)槽(cao)(cao)路(lu)(lu)(lu)(lu)；RC（電(dian)(dian)阻(zu)、電(dian)(dian)容(rong)）振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)(dang)(dang)器(qi)(qi)(qi)。一(yi)種是(shi)皮(pi)爾斯振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)(dang)(dang)器(qi)(qi)(qi)配置，適用于晶振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)和(he)(he)(he)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)槽(cao)(cao)路(lu)(lu)(lu)(lu)。另一(yi)種為簡單的(de)(de)(de)分立RC振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)(dang)(dang)器(qi)(qi)(qi)。基(ji)于晶振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)與(yu)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)槽(cao)(cao)路(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)(dang)(dang)器(qi)(qi)(qi)通常(chang)能提供(gong)非(fei)常(chang)高(gao)的(de)(de)(de)初(chu)始精(jing)(jing)度(du)(du)和(he)(he)(he)較(jiao)低(di)(di)的(de)(de)(de)溫度(du)(du)系數(shu)。RC振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)(dang)(dang)器(qi)(qi)(qi)能夠(gou)(gou)快速啟動，成(cheng)本也比較(jiao)低(di)(di)，但通常(chang)在(zai)(zai)整個溫度(du)(du)和(he)(he)(he)工(gong)作(zuo)電(dian)(dian)源電(dian)(dian)壓范圍內精(jing)(jing)度(du)(du)較(jiao)差，會在(zai)(zai)標稱輸(shu)(shu)出(chu)(chu)頻(pin)率(lv)的(de)(de)(de)5%至50%范圍內變化。但其性(xing)(xing)能受環境(jing)條件(jian)和(he)(he)(he)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)元件(jian)選擇的(de)(de)(de)影(ying)響。需認真對(dui)待振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)(dang)(dang)器(qi)(qi)(qi)電(dian)(dian)路(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)(de)(de)元件(jian)選擇和(he)(he)(he)線路(lu)(lu)(lu)(lu)板布局。在(zai)(zai)使(shi)用時，陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)槽(cao)(cao)路(lu)(lu)(lu)(lu)和(he)(he)(he)相應的(de)(de)(de)負載電(dian)(dian)容(rong)必須(xu)根據特定(ding)(ding)的(de)(de)(de)邏輯系列進行優化。具有(you)高(gao)Q值的(de)(de)(de)晶振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)對(dui)放大(da)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)選擇并不敏感(gan)，但在(zai)(zai)過驅(qu)動時很(hen)容(rong)易產生頻(pin)率(lv)漂移（甚至可(ke)能損(sun)壞）。影(ying)響振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)(dang)(dang)器(qi)(qi)(qi)工(gong)作(zuo)的(de)(de)(de)環境(jing)因素(su)有(you)：電(dian)(dian)磁干擾（EMI）、機械(xie)震動與(yu)沖擊、濕度(du)(du)和(he)(he)(he)溫度(du)(du)。這些(xie)(xie)因素(su)會增大(da)輸(shu)(shu)出(chu)(chu)頻(pin)率(lv)的(de)(de)(de)變化，增加不穩定(ding)(ding)性(xing)(xing)，并且(qie)在(zai)(zai)有(you)些(xie)(xie)情況下(xia)(xia)，還(huan)會造成(cheng)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)(dang)(dang)器(qi)(qi)(qi)停(ting)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)。上述(shu)大(da)部分問題都(dou)可(ke)以通過使(shi)用振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)(dang)(dang)器(qi)(qi)(qi)模(mo)塊(kuai)避免。這些(xie)(xie)模(mo)塊(kuai)自帶振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)(dang)(dang)器(qi)(qi)(qi)、提供(gong)低(di)(di)阻(zu)方(fang)波(bo)輸(shu)(shu)出(chu)(chu)，削峰正弦波(bo)輸(shu)(shu)出(chu)(chu)有(you)源振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)(dang)(dang)器(qi)(qi)(qi)原(yuan)廠，并且(qie)能夠(gou)(gou)在(zai)(zai)一(yi)定(ding)(ding)條件(jian)下(xia)(xia)保證運行。常(chang)用的(de)(de)(de)兩(liang)種類(lei)(lei)型是(shi)晶振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)模(mo)塊(kuai)和(he)(he)(he)集(ji)成(cheng)RC振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)(dang)(dang)器(qi)(qi)(qi)（硅振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)(dang)(dang)器(qi)(qi)(qi)）。晶振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)模(mo)塊(kuai)提供(gong)與(yu)分立晶振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)相同的(de)(de)(de)精(jing)(jing)度(du)(du)。硅振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)(dang)(dang)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)精(jing)(jing)度(du)(du)要比分立RC振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)(dang)(dang)器(qi)(qi)(qi)高(gao)，多(duo)數(shu)情況下(xia)(xia)能夠(gou)(gou)提供(gong)與(yu)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)諧(xie)(xie)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)槽(cao)(cao)路(lu)(lu)(lu)(lu)相當的(de)(de)(de)精(jing)(jing)度(du)(du)。

晶振的工作原理

晶(jing)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)是(shi)石英振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)簡(jian)稱，LVDS輸(shu)出(chu)有(you)源振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)器(qi)(qi)原廠，英文名為Crystal，它是(shi)時鐘(zhong)電(dian)路中重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)件(jian)，它的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)是(shi)向(xiang)顯卡、網卡、主板等(deng)(deng)配件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)各部(bu)分(fen)提供基(ji)準(zhun)頻(pin)率(lv)，它就(jiu)像個標尺，工(gong)作(zuo)(zuo)頻(pin)率(lv)不穩(wen)定會造成相關(guan)設(she)備(bei)工(gong)作(zuo)(zuo)頻(pin)率(lv)不穩(wen)定，自(zi)然(ran)容易出(chu)現問題。由于(yu)制造工(gong)藝不斷(duan)提高(gao)，現在(zai)(zai)(zai)晶(jing)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)的(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)率(lv)偏差、溫度(du)(du)穩(wen)定性、老化(hua)率(lv)、密封性等(deng)(deng)重要(yao)(yao)技術指標都很好，已(yi)不容易出(chu)現故(gu)障，但在(zai)(zai)(zai)選(xuan)(xuan)用(yong)時仍可留意一(yi)下(xia)晶(jing)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)的(de)(de)(de)(de)(de)質量。晶(jing)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)在(zai)(zai)(zai)應用(yong)具體起到(dao)什么作(zuo)(zuo)用(yong)微控制器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)時鐘(zhong)源可以分(fen)為兩類：基(ji)于(yu)機(ji)械(xie)諧振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)器(qi)(qi)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)時鐘(zhong)源，如(ru)晶(jing)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)、陶(tao)瓷(ci)諧振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)槽(cao)路；RC（電(dian)阻、電(dian)容）振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)器(qi)(qi)。一(yi)種(zhong)是(shi)皮(pi)爾斯(si)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)器(qi)(qi)配置，SML輸(shu)出(chu)有(you)源振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)器(qi)(qi)原廠，適用(yong)于(yu)晶(jing)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)和(he)陶(tao)瓷(ci)諧振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)槽(cao)路。另一(yi)種(zhong)為簡(jian)單的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)立RC振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)器(qi)(qi)。基(ji)于(yu)晶(jing)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)與陶(tao)瓷(ci)諧振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)槽(cao)路的(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)器(qi)(qi)通常能提供非常高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)初(chu)始精度(du)(du)和(he)較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)系(xi)數。RC振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)器(qi)(qi)能夠快速啟(qi)動，成本也(ye)比較(jiao)低，但通常在(zai)(zai)(zai)整個溫度(du)(du)和(he)工(gong)作(zuo)(zuo)電(dian)源電(dian)壓范(fan)(fan)圍(wei)內(nei)精度(du)(du)較(jiao)差，會在(zai)(zai)(zai)標稱輸(shu)出(chu)頻(pin)率(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)5%至50%范(fan)(fan)圍(wei)內(nei)變化(hua)。但其性能受環境條(tiao)件(jian)和(he)電(dian)路元件(jian)選(xuan)(xuan)擇(ze)的(de)(de)(de)(de)(de)影響。需認真對待振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)蕩(dang)(dang)器(qi)(qi)電(dian)路的(de)(de)(de)(de)(de)元件(jian)選(xuan)(xuan)擇(ze)和(he)線路板布局。