石英晶體諧振器的基本工作原理及作用

(1)石英晶體諧振器（簡(jiǎn)稱(chēng)晶振）的結(jié)構(gòu)石英晶體諧振器是利用石英晶體（二氧化矽的結(jié)晶體）的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件，它的基本構(gòu)成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡(jiǎn)稱(chēng)為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上涂敷銀層作為電極，在每個(gè)電極上各焊一根引線(xiàn)接到管腳上，再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器，簡(jiǎn)稱(chēng)為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑膠封裝的。

(2)壓電效應(yīng)

若在石英晶體的兩個(gè)電極上加一電場(chǎng)，晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。反之，若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械壓力，則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場(chǎng)，這種物理現(xiàn)象稱(chēng)為壓電效應(yīng)。如果在晶片的兩極上加交變電壓，晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，同時(shí)晶片的機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)。在一般情況下，晶片機(jī)械振動(dòng)的振幅和交變電場(chǎng)的振幅非常微小，但當(dāng)外加交變電壓的頻率為某一特定值時(shí)，振幅明顯加大，比其他頻率下的振幅大得多，這種現(xiàn)象稱(chēng)為壓電諧振，它與LC回路的諧振現(xiàn)象十分相似。它的諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關(guān)。

(3)符號(hào)和等效電路石英晶體諧振器的符號(hào)和等效電路如圖所示。當(dāng)晶體不振動(dòng)時(shí)，可把它看成一個(gè)平板電容器稱(chēng)為靜電電容C，它的大小與晶片的幾何尺寸、電極面積有關(guān)，一般約幾個(gè)pF到幾十pF。當(dāng)晶體振蕩時(shí)，機(jī)械振動(dòng)的慣性可用電感L來(lái)等

晶體諧振器的分類(lèi)

首先說(shuō)一下石英晶振諧振器。諧振器一般分為插件(Dip)和貼片（SMD）插件中又分為HC-49U、HC-49S、HC-49SS、音叉型（柱狀晶振）。HC-49U一般稱(chēng)49U，有些采購(gòu)俗稱(chēng)"高型"，而HC-49S一般稱(chēng)49S，俗稱(chēng)"矮型"，HC-49SS一般稱(chēng)49SS，俗稱(chēng)（超矮型，通常是2.5mm封裝高度），音叉型按照體積分可以分為3*9、3*8、2*6、、1*5、、1*4等等。貼片型是按大小和腳位來(lái)分類(lèi)。例如7*5(0705）、6*3.5(0603）、5*3.2（5032）等等。腳位有4pin和2pin之分。而振蕩器也可以分為插件和貼片。插件可以按大小和腳位來(lái)分。例如所謂全尺寸的，又稱(chēng)長(zhǎng)方形或者14pin，半尺寸的又稱(chēng)正方形或者8pin。不過(guò)要注意的是，這里的14pin和8pin都是指振蕩器內(nèi)部核心IC的腳位數(shù)。振蕩器本身是4pin。而從不同的應(yīng)用層面來(lái)分，又可分為OSC（普通鐘振）、TCXO（溫補(bǔ)鐘振）、VCXO（壓控鐘振）、OCXO（恒溫鐘振）等等。

晶體振蕩器與晶體諧振器的區(qū)別

石英晶體諧振器是一個(gè)諧振元件，振蕩器是一套完整的電路單元，其中可以包括一些選頻元件，但不是全部。諧振器還包括如陶瓷諧振器，LC 諧振器等。而晶振，是晶體振蕩器的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是用晶體諧振器和電路結(jié)合構(gòu)成的振蕩器部件，尤其是指用石英晶體做成的振蕩器部件。另外，諧振器是無(wú)源器件，需要外圍電路驅(qū)動(dòng)其工作，產(chǎn)生時(shí)鐘輸出。振蕩器則是有源器件，自身就有內(nèi)置電路，提供較穩(wěn)定的時(shí)鐘輸出。