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晶振是石英晶體諧振器（quartz crystal oscillator）的簡稱，也稱有源晶振，它能夠產(chǎn)生中央處理器（CPU）執(zhí)行指令所必須的時鐘頻率信號，CPU一切指令的執(zhí)行都是建立在這個基礎(chǔ)上的，時鐘信號頻率越高，通常CPU的運行速度也就越快。

只要是包含CPU的電子產(chǎn)品，都至少包含一個時鐘源，就算外面看不到實際的振蕩電路，也是在芯片內(nèi)部被集成，它被稱為電路系統(tǒng)的心臟。

如下圖所示的有源晶振，在外部施加適當(dāng)?shù)碾妷汉?，就可以輸出預(yù)先設(shè)置好的周期性時鐘信號，

這個周期性輸出信號的標(biāo)稱頻率（Normal Frequency），就是晶體元件規(guī)格書中所指定的頻率，也是工程師在電路設(shè)計和元件選購時首要關(guān)注的參數(shù)。晶振常用標(biāo)稱頻率在1～200MHz之間，比如32768Hz、8MHz、12MHz、24MHz、125MHz等，更高的輸出頻率也常用PLL（鎖相環(huán)）將低頻進行倍頻至1GHz以上。

輸出信號的頻率不可避免會有一定的偏差，我們用頻率誤差（Frequency Tolerance）或頻率穩(wěn)定度（Frequency Stability），用單位ppm來表示，即百萬分之一（parts per million）（1/106），是相對標(biāo)稱頻率的變化量，此值越小表示精度越高。

比如，12MHz晶振偏差為±20ppm，表示它的頻率偏差為12×20Hz=±240Hz，即頻率范圍是（11999760～12000240Hz）

另外，還有一個溫度頻差（Frequency Stability vs Temp）表示在特定溫度范圍內(nèi)，工作頻率相對于基準(zhǔn)溫度時工作頻率的允許偏離，它的單位也是ppm。

我們經(jīng)常還看到其它的一些參數(shù)，比如負載電容、諧振電阻、靜電容等參數(shù)，是神馬情況？這些與晶體的物理特性有關(guān)。我們先了解一下晶體，如下圖所示

石英晶體有一種特性，如果在晶片某軸向上施加壓力時，相應(yīng)施力的方向會產(chǎn)生一定的電位

相反的，在晶體的某些軸向施加電場時，會使晶體產(chǎn)生機械變形；

如果在石英晶片上加上交變電壓，晶體就會產(chǎn)生機械振動，機械形變振動又會產(chǎn)生交變電場，盡管這種交變電場的電壓極其微弱，但其振動頻率是十分穩(wěn)定的。當(dāng)外加交變電壓的頻率與晶片的固有頻率（與切割后的晶片尺寸有關(guān)，晶體愈薄，切割難度越大，諧振頻率越高）相等時，機械振動的幅度將急劇增加，這種現(xiàn)象稱為“壓電諧振”。

將石英晶片按一定的形狀進行切割后，再用兩個電極板夾住就形成了無源晶振，其符號圖如下所示：

下圖是一個在諧振頻率附近有與晶體諧振器具有相同阻抗特性的簡化電路。

其中：C1為動態(tài)等效串聯(lián)電容；

L1為動態(tài)等效串聯(lián)電感；

R1為動態(tài)等效串聯(lián)電阻，它是晶體內(nèi)部摩擦性當(dāng)量

C0為靜態(tài)電容，相當(dāng)于兩個電極板之間的電容量；

這個等效電路有如下圖所示的頻響特性曲線：

當(dāng)R1、L1、C1串聯(lián)支路發(fā)生諧振的頻率即串聯(lián)諧振頻率（Fr），此時容抗與感抗相互抵消，因此，支路相當(dāng)于只有等效串聯(lián)電阻R1。

這個頻率是晶體的自然諧振頻率，它在高穩(wěn)晶振的設(shè)計中，是作為使晶振穩(wěn)定工作于標(biāo)稱頻率、確定頻率調(diào)整范圍、設(shè)置頻率微調(diào)裝置等要求時的設(shè)計參數(shù)（但不是標(biāo)稱頻率），其表達式如下所示：

等效串聯(lián)電阻R1決定晶體元件的品質(zhì)因數(shù)，品質(zhì)因數(shù)又稱機械Q值，它是反映諧振器性能好壞的重要參數(shù)，它與L1和C1有如下關(guān)系：

R1越大，Q值越低，會導(dǎo)致頻率不穩(wěn)定，反之，Q值越高，頻率越穩(wěn)定，晶體的特點在于它具有很高的品質(zhì)因素。

等效電路還有一個反諧振頻率fL（并聯(lián)諧振頻率），此時串聯(lián)支路呈現(xiàn)為感抗，相當(dāng)于一個電感晶振，如下圖所示：

此時的頻率如下圖所示：

通常廠家的晶振元件數(shù)據(jù)手冊給出的標(biāo)稱頻率不是Fr或FL，實際的晶體元件應(yīng)用于振蕩電路中時，它一般還會與負載電容相聯(lián)接，共同作用使晶體工作于Fr和FL之間的某個頻率，這個頻率由振蕩電路的相位和有效電抗確定，通過改變電路的電抗條件，就可以在有限的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)晶體頻率。