晶振的工作原理一、什么是晶振? 晶振是石英振蕩器的簡稱，英文名為 Crystal，它是時(shí)鐘電路中最重要的部 件，它的主要作用是向顯卡、網(wǎng)卡、主板等配件的各部分提供基準(zhǔn)頻率，它就像 個(gè)標(biāo)尺，工作頻率不穩(wěn)定會(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。 晶振還有個(gè)作用是在電路產(chǎn)生震蕩電流,發(fā)出時(shí)鐘信號(hào). 晶振是晶體振蕩器的簡稱。它用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共 振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。在通常工作條件下，普通的晶 振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬分之五十。高級(jí)的精度更高。有些晶振還可以由外加電 壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率，稱為壓控振蕩器（VCO）。 晶振在數(shù)字電路的基本作用是提供一個(gè)時(shí)序控制的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻。數(shù)字電路的工 作是根據(jù)電路設(shè)計(jì)，在某個(gè)時(shí)刻專門完成特定的任務(wù)，如果沒有一個(gè)時(shí)序控制的 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)刻，整個(gè)數(shù)字電路就會(huì)成為“聾子”，不知道什么時(shí)刻該做什么事情了。 晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便 于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調(diào) 整頻率的方法保持同步。 晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時(shí)鐘頻率。如果不同子 系統(tǒng)需要不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)，可以用與同一個(gè)晶振相連的不同鎖相環(huán)來提供。

電路中，為了得到交流信號(hào)，可以用 RC、LC 諧振電路取得，但這些電路 的振蕩頻率并不穩(wěn)定。在要求得到高穩(wěn)定頻率的電路中，必須使用石英晶體振蕩 電路。石英晶體具有高品質(zhì)因數(shù)，振蕩電路采用了恒溫、穩(wěn)壓等方式以后，振蕩 頻率穩(wěn)定度可以達(dá)到 10^(-9)至 10^(-11)。廣泛應(yīng)用在通訊、時(shí)鐘、手表、計(jì)算 機(jī)……需要高穩(wěn)定信號(hào)的場合。 石英晶振不分正負(fù)極, 外殼是地線，其兩條不分正負(fù) 二、晶振的使用 晶振，在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二 端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低 的頻率是 串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離 相當(dāng)?shù)慕咏谶@個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個(gè)電感，所以只要晶 振 的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè) 負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的頻率范圍很 窄， 所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變 化。 晶振有一個(gè)重要的參數(shù)，那就是負(fù)載電容值，選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián) 電容，就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻率。

一般的晶振振蕩電路都是在一個(gè)反相放大器（注意是放大器不是反相器）的 兩端接入晶振，再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端，每個(gè)電容的另一端再接到 地，這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請(qǐng)注意一般 IC 的引腳都有 等效輸入電容，這個(gè)不能忽略。1/8一般的晶振的負(fù)載電容為 15p 或 12.5p ，如果再考慮元件引腳的等效輸入 電容，則兩個(gè) 22p 的電容構(gòu)成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。 晶振是為電路提供頻率基準(zhǔn)的元器件，通常分成有源晶振和無源晶振兩個(gè)大 類，無源晶振需要芯片內(nèi)部有振蕩器，并且晶振的信號(hào)電壓根據(jù)起振電路而定， 允許不同的電壓，但無源晶振通常信號(hào)質(zhì)量和精度較差，需要精確匹配外圍電路 （電感、電容、電阻等），如需更換晶振時(shí)要同時(shí)更換外圍的電路。有源晶振不 需要芯片的內(nèi)部振蕩器，可以提供高精度的頻率基準(zhǔn)，信號(hào)質(zhì)量也較無源晶振要 好。 每種芯片的手冊(cè)上都會(huì)提供外部晶振輸入的標(biāo)準(zhǔn)電路，會(huì)表明芯片的最高可 使用頻率等參數(shù)，在設(shè)計(jì)電路時(shí)要掌握。與計(jì)算機(jī)用 CPU 不同，單片機(jī)現(xiàn)在所 能接收的晶振頻率相對(duì)較低，但對(duì)于一般控制電路來說足夠了。 晶體振蕩器也分為無源晶振和有源晶振兩種類型。