晶體諧振器簡稱晶體或晶振，它是利用石英晶體（二氧化硅的結(jié)晶體）的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件。晶體是時(shí)鐘電路中最重要的器件，它的作用是產(chǎn)生單片機(jī)向被控電路提供的基準(zhǔn)頻率。它就像一個(gè)標(biāo)尺，若其工作頻率不穩(wěn)定就會(huì)造成相關(guān)設(shè)備工作頻率不穩(wěn)定，自然容易出現(xiàn)問題。由于制造工藝不斷提高，現(xiàn)在晶體的頻率偏差、溫度穩(wěn)定性、老化率、密封性等重要技術(shù)指標(biāo)都得到大幅度提高，故障率大大降低，但在選用時(shí)仍要注意選擇質(zhì)量好的晶體。

一、晶體的識別

1．晶體的構(gòu)成

晶體是將一塊石英晶體按一種特殊工藝切成薄晶片（簡稱為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），在晶片的兩面涂上銀層，然后夾在（或焊在）兩個(gè)金屬引腳之間，再用金屬、陶瓷等外殼密封，其實(shí)物外形和電路符號如下圖所示。

2．晶體的特性

若在晶片的兩個(gè)電極上加一電場，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，在晶片相應(yīng)的方向上就會(huì)產(chǎn)生電場，這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(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。在一般情況下晶振，晶片機(jī)械振動(dòng)的振幅和交變電場的振幅非常小，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，這種現(xiàn)象稱為壓電諧振。它與LC 回路的諧振現(xiàn)象十分相似。其諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關(guān)。

3．晶體的工作原理

晶體的等效電路如下圖所示。

晶片和金屬板構(gòu)成的電容稱為靜電電容C1，它的容量大小與晶片、電極面積有關(guān)，一般為幾皮法到幾十皮法。當(dāng)晶體振蕩時(shí)，機(jī)械振動(dòng)的慣性可等效為電感L1，一般L1 的值為幾十毫亨到幾百毫亨。而晶片的彈性可用電容C2 來表示，C2 的值很小，一般只有0.000 2～0.1pF。晶片振動(dòng)時(shí)因摩擦而產(chǎn)生的損耗用R1 來表示，它的值約為100Ω。由于L1很大，而C2 和R1很小，所以該振蕩回路的品質(zhì)因數(shù)Q值很高，為1000～10000。該振蕩回路有兩個(gè)諧振頻率，即當(dāng) L1、C2、R1 支路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)，它的等效阻抗最?。ǖ扔赗1），串聯(lián)諧振頻率用f s 表示，石英晶體對于串聯(lián)諧振頻率f s 呈純阻性；當(dāng)頻率高于f s 時(shí)，L1、C2、R1 支路呈感性，可與電容C1 發(fā)生并聯(lián)諧振晶振，其并聯(lián)頻率用f d 表示。

4．晶體的型號命名方法

國產(chǎn)晶體的型號由3個(gè)部分組成，各部分的含義如下。

二、晶體的檢測

1．電阻測量法

如下圖所示，將指針型萬用表置于“R×10k”擋，用表筆接晶體的兩個(gè)引腳，測量正常的晶體的阻值應(yīng)為無窮大；若阻值過小，說明晶體漏電或短路。

2．電容測量法

由圖可知，晶體在結(jié)構(gòu)上類似一只小電容，所以可用電容表測量晶體的容量，通過所測得的容量值來判斷它是否正常。下表是常用晶體的容量參考值。

提示：由于以上兩種檢測方法都是估測，不能準(zhǔn)確判斷晶體是否正常，所以最可靠的方法還是采用正常的、同規(guī)格的晶體代換檢查。

文章由啟和科技編輯