晶振的应用与原理

今天接到一个客户的电话，问我有没有晶振的，我就问是需要石英晶振还是陶瓷晶振，客户直接回答我的是石英晶振属于什么晶振，搞的我一下差点没反应过来，其实石英晶振本身就是一种结晶体，有分天然和人工，也简称压电石英晶体，学界称呼为二氧化硅，晶体是通过在石英晶片面部增加压力，晶片就会产生电气电位现象。比如当一个电位在晶片面部时，晶片就会产生变形，也会产生振动现象，使用这种振动现象，控制晶片的产生的频率快慢，和到精确度，就可以产生石英晶体谐振器或者是振荡器的设计与应用。
         压电石英晶体本身并非振荡器功能，它只有借助于有源激励和无源电抗网络方可产生振荡。SPXO主要是由品质因数（Q）很高的晶体谐振器（即晶体振子）与反馈式振荡电路组成的。石英晶体振子是振荡器中的重要元件，晶体的频率（基频或n次谐波频率）及其温度特性在很大程度上取决于其切割取向。石英晶体谐振器的基本结构、（金属壳）封装及其等效电路。只要在晶体振子板极上施加交变电压，就会使晶片产生机械变形振动，此现象即所谓逆压电效应。当外加电压频率等于晶体谐振器的固有频率时，就会发生压电谐振，从而导致机械变形的振幅突然增大。石英晶体振荡器的应用：1、石英钟走时准、耗电省、经久耐用为其最大优点。不论是老式石英钟或是新式多功能石英钟都是以石英晶体振荡器为核心电路，其频率精度决定了电子钟表的走时精度。石英晶体振荡器原理的示意如图3所示，其中V1和V2构成CMOS反相器石英晶体Q与振荡电容C1及微调电容C2构成振荡系统，这里石英晶体相当于电感。振荡系统的元件参数确定了振频率。一般Q、C1及C2均为外接元件。另外R1为反馈电阻，R2为振荡的稳定电阻，它们都集成在电路内部。故无法通过改变C1或C2的数值来调整走时精度。但此时仍可用加接一只电容C有方法，来改变振荡系统参数，以调整走时精度。根据电子钟表走时的快慢，调整电容有两种接法：若走时偏快，则可在石英晶体两端并接电容C，如图4所示。此时系统总电容加大，振荡频率变低，走时减慢。若走时偏慢，则可在晶体支路中串接电容C。如图 5所示。                   此时系统的总电容减小，振荡频率变高，走时增快。只要经过耐心的反复试验，就可以调整走时精度。因此，晶振可用于时钟信号发生器。2．随着电视技术的发展，近来彩电多采用500kHz或503kHz的 晶振
晶体振荡器作为行、场电路的振荡源，经1/3的分频得到15625Hz的行频，其稳定性和可靠性大为提高。而且晶振价格便宜，更换容易。3、在通信系统产品中，石英晶体振荡器的价值得到了更广泛的体现，同时也得到了更快的发展。许多高性能的石英晶振主要应用于通信网络、无线数据传输、高速数字数据传输等。现在很多设计方案公司经常使用兆级频率来设计时钟模块，其实想要时钟模块准确度提高就应该采用千赫的表晶体系列。比如32.768KHZ这个频率，就是时钟模块或者时钟电路应用最广阔一种时钟频率，石英电子表上是最常用的，采用32.768KHz系列的石英钟精度都比较高，匹配正确的情况下一年的时间误差也只会产生几秒的时间。