石英晶体谐振器和石英晶体振荡器

石英晶体频率元器件石英晶体频率元器件是一种广泛应用于电子设备中的元器件，它具有稳定、精度高、可靠性强等特点，在通信、计算机、无线电等领域中发挥着重要作用。

石英晶体频率元器件是一种基于石英晶体的谐振器，通过利用石英晶体的特殊物理性质来实现频率的稳定和精确。

石英晶体具有压电效应和逆压电效应，当施加外力或电场时，石英晶体会产生相应的机械应变或电荷分布变化。

这种机械应变或电荷分布变化将导致石英晶体的压电振荡，从而产生稳定的频率。

石英晶体频率元器件通常由石英晶体谐振器、振荡器电路和频率分频电路等组成。

石英晶体谐振器是石英晶体频率元器件的核心部件，它由石英晶体片、电极和封装等组成。

石英晶体片是石英晶体谐振器的振荡源，通过对石英晶体片施加电场或机械应力来产生振荡信号。

电极用于对石英晶体片施加电场或接收振荡信号。

封装用于保护石英晶体谐振器，防止外界干扰。

振荡器电路是石英晶体频率元器件的控制部分，它通过对石英晶体谐振器施加适当的反馈，使其产生稳定的振荡信号。

振荡器电路通常由放大器、反馈电路和调谐电路等组成。

放大器用于放大石英晶体谐振器的振荡信号，增加其能量。

反馈电路用于将一部分振荡信号反馈给石英晶体谐振器，使其保持振荡。

调谐电路用于调节石英晶体谐振器的频率，使其达到所需的数值。

频率分频电路是石英晶体频率元器件的辅助部分，它用于将石英晶体谐振器的高频振荡信号分频得到所需的频率。

频率分频电路通常由计数器、分频器和锁相环等组成。

计数器用于计数石英晶体谐振器的高频振荡信号。

分频器用于将计数器的输出信号分频得到所需的频率。

锁相环用于将石英晶体谐振器的频率与参考信号的频率同步，从而实现频率的稳定和精确。

石英晶体频率元器件具有很多优点。

首先，它具有高稳定性和高精度，能够在广泛的温度范围内保持稳定的频率输出。

其次，石英晶体频率元器件的频率可调范围广，可满足不同应用的需求。

此外，石英晶体频率元器件还具有体积小、功耗低、抗干扰性强等特点，适用于各种严苛的工作环境。

石英晶体谐振器一、术语解释1、标称频率：晶体技术条件中规定的频率，通常标识在产品外壳上。

2、工作频率：晶体与工作电路共同产生的频率。

3、调整频差：在规定条件下，基准温度（25±2℃）时工作频率相对于标称频率所允许的偏差。

4、温度频差：在规定条件下，在工作温度范围内相对于基准温度（25±2℃）时工作频率的允许偏差。

5、老化率：在规定条件下，晶体工作频率随时间而允许的相对变化。

以年为时间单位衡量时称为年老化率。

6、静电容：等效电路中与串联臂并接的电容，也叫并电容，通常用C0表示。

7、负载电容：与晶体一起决定负载谐振频率fL的有效外界电容，通常用CL表示。

负载电容系列是：8PF、12PF、15PF、20PF、30PF、50PF、100PF。

只要可能就应选推荐值：10PF、20PF、30PF、50PF、100PF。

8、负载谐振频率（fL）：在规定条件下，晶体与一负载电容相串联或相并联，其组合阻抗呈现为电阻性时的两个频率中的一个频率。

在串联负载电容时，负载谐振频率是两个频率中较低的一个，在并联负载电容时，则是两个频率中较高的一个。

9、动态电阻：串联谐振频率下的等效电阻。

用R1表示。

10、负载谐振电阻：在负载谐振频率时呈现的等效电阻。

用RL表示。

RL＝R1（1+C0/CL）211、激励电平：晶体工作时所消耗功率的表征值。

激励电平可选值有：2mW、1mW、0.5mW 、0.2mW、0.1mW、50μW、20μW、10μW、1μW、0.1μW等12、基频：在振动模式最低阶次的振动频率。

13、泛音：晶体振动的机械谐波。

泛音频率与基频频率之比接近整数倍但不是整数倍，这是它与电气谐波的主要区别。

泛音振动有3次泛音，5次泛音，7次泛音，9次泛音等。

二、应用指南石英晶体谐振器根据其外型结构不同可分为HC-49U、HC-49U/S、HC-49U/S•SMD、UM-1、UM-5及柱状晶体等。

HC-49U适用于具有宽阔空间的电子产品如通信设备、电视机、电话机、电子玩具中。

晶振基础知识介绍晶振：即所谓石英晶体谐振器(无源)和石英晶体振荡器（有源）的统称。

无源和有源的区别：无源晶振为crystal（晶体），而有源晶振则叫做oscillator（振荡器）。

无源晶振需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来，所以“无源晶振”这个说法并不准确；有源晶振是一个完整的谐振振荡器。

石英晶体振荡器与石英晶体谐振器都是提供稳定电路频率的一种电子器件。

石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应来起振，而石英晶体谐振器是利用石英晶体和内置IC共同作用来工作的。

振荡器直接应用于电路中，谐振器工作时一般需要提供3.3V电压来维持工作。

振荡器比谐振器多了一个重要技术参数：谐振电阻（RR），谐振器没有电阻要求。

RR的大小直接影响电路的性能，因此这是各商家竞争的一个重要参数。

晶振的原理：压电效应(物理特性)：在水晶片上施以机械应力时,，会产生电荷的偏移，即为压电效应。

逆压电效应：相对在水晶片上印加电场会造成水晶片的变形即产生逆压电效应，利用这种特性产生机械振荡，变换成电气信号。

晶振的作用：一、为频率合成电路提供基准时钟，产生原始的时钟频率。

二、为电路产生震荡电流,发出时钟信号晶振的分类：一、按材质封装(1).金属封装-SEAMTYPE (2).陶瓷封装-GLASSTYPE二、贴装方式(1).直插封装-DIP (2).贴片封装-SMD三、按产品类型(1).crystal resonator—晶体谐振器（无源晶体）(2).crystal oscillator—晶体振荡器（有源晶振）---SPXO 普通有源晶体振荡器---VCXO电压控制晶体振荡器---TCXO 温度补偿晶体振荡器---VC-TCXO压控温补晶体振荡器(3).crystal filter—晶体滤波器(4).tuning fork x’tal (khz)-水晶振动子部分 KDS晶振图例：DT-14/DT-26/DT-38 DMX-26S DSX220G DSO321SR/221SR HC-49S/AT-49DSX321G/221 G SM-14J DSV531SV DSX530G/840GDSA/B321SDA晶振的名词术语：SMT ：Surface Mount Technology 表面贴装技术SMD ：Surface Mount Device 表面贴装元件OSC ：Oscillator Crystal 晶体振荡器TCXO ：Temperature Compensate X‘tal Oscillator 温度补偿晶体振荡器VC-TCXO ：Voltage Controlled, Temperature Compensated Crystal Oscillator 压控温度补偿晶体振动器 VCXO ：Voltage Control Oscillator 压控晶体振动器 DST410S/310S/210A DSX320G DSA/B321SCL HC-49SMD/SMD-49晶振的重要参数：1、标称频率F：晶体元件规范（或合同）指定的频率。

其实很多人都知道分为有源晶振和无源晶振，Realgiant了解到部分人仍然分不清楚他们到底有何区别，甚至有的客户这样问过，为什么两种晶振体积都是一样的，一个只要几毛钱，而另一个却要几块钱，为什么会相差那么大?Realgiant在此教大家如何区分石英晶体谐振器和石英晶体振荡器。

石英晶体谐振器(quartz crystal unit或quartz crystal resonator,常简写成Xtal)，简称石英晶体或晶振，它是利用石英晶体的压电效应，用来产生高精度振荡频率的一种电子元件。

需搭配外加电路才会产生振荡。

是被动(无源)元件，我们又称它无源晶振。

该元件主要由石英晶片、基座、外壳、银胶、银等成分组成。

根据引线状况我们把石英晶振分为直插(有引线)与表面贴装(无引线)两种类型。

无源晶振通常是两支接引的电子元件。

石英晶体振荡器(crystal oscillator,简写 OSC 或 XO)是指内含石英晶体与振荡电路的模组，它需要电源，可直接产生振荡讯号输出。

因内含主动(有源)电子元件，整个模组也属主动元件，因此，我们又称它有源晶振。

石英振荡器通常是四支接脚的电子元件，其中两支为电源，一支为振荡讯号输出，另一支为空脚或控制用。

相比石英晶体谐振器，石英晶体振荡器非常的复杂，这不仅体现在它的参数上，同时也体现在它的种类上。

在上一篇有关温补晶振的文章中我们已经了解到温补晶振是一种石英晶体振荡器。

在晶振行业中，通常我们将石英晶体振荡器分为以下几类：SPXO普通振荡器、TCXO温补振荡器、VCXO压控晶体振荡器、OCXO恒温振荡器以及VC-TCXO压控温补振荡器。

下面我们来逐步了解这几种石英晶体振荡器。

普通石英晶体振荡(SPXO)，也有人叫它XO、OSC振荡器，SPXO可以产生10^(-5)~10^(-4)量级的频率精度，标准频率1~100MHZ,频率稳定度是±100ppm.SPXO没有采用任何温度频率补偿措施，价格低廉，通常用作微处理器的时钟器件。

石英晶体元器件概述一、前言石英晶体俗称水晶，成分是SiO2，是一种重要的压电材料，可用于制造压电元器件。

例如：石英晶体谐振器、石英晶体滤波器、石英晶体振荡器、石英晶体传感器等。

二、石英晶体元器件的内容三、晶振分类根据晶振的不同使用要求及特点，通常分为以下几类：普通晶振、温补晶振、压控晶振、温控晶振等。

1、普通晶振（PXO或SPXO）：是一种没有采取温度补偿措施的晶体振荡器，在整个温度范围内，晶振的频率稳定度取决于其内部所用晶体的性能。

特点：●频率精度（准确度）：10-5～10-4量级●标准频率：1～100MHZ●频率稳定度是±100ppm。

●用途：通常用作微处理器的时钟器件、本振源或中间信号。

●封装尺寸： DIP14（21×14×6mm），SMD 7050、5032、3225、2520。

●价格：是晶振中最廉价的产品，2、温补晶振（TCXO）：是在晶振内部采取了对晶体频率温度特性进行补偿，以达到在宽温温度范围内满足稳定度要求的晶体振荡器。

一般模拟式温补晶振采用热敏补偿网络。

特点：●频率精度（准确度）：10-7～10-6量级●频率范围：1～60MHz●频率稳定度：±1～±2.5ppm●封装尺寸： DIP14（21×14×6mm），11.4×9.6mm，SMD 7050、5032、3225、2520●用途：通常用于手持电话、蜂窝电话、双向无线通信设备等。

●由于其良好的开机特性、优越的性能价格比及功耗低、体积小、环境适应性较强等多方面优点，因而获行了广泛应用。

3、压控晶振（VCXO）：是一种可通过调整外加电压使晶振输出频率随之改变的晶体振荡器，主要用于锁相环路或频率微调。

压控晶振的频率控制范围及线性度主要取决于电路所用变容二极管及晶体参数两者的组合特点：●频率精度（准确度）：是10-6～10-5量级●频率范围：1～30MHz●频率稳定度：±50ppm●用途：通常用于锁相环路●封装尺寸：14×10×3mm或更小，SMD 7050、5032、3225、25204、恒温晶振（OCXO）：采用精密控温，使电路元件及晶体工作在晶体的零温度系数点的温度上。

石英晶体振荡器原理石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本构成大致是：从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。

其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。

1.晶振概述晶振一般指晶体振荡器。

晶体振荡器BAV99-7是指从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片），石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振；并添加到包装内部IC形成振荡电路的晶体兀件称为晶体振荡器。

其产品一般用金属壳包装，也用玻璃壳包装.陶瓷或塑料包装。

2.晶振的工作原理石英晶体振荡器是一种由石英晶体压电效应制成的谐振器件。

其基本组成大致如下：从石英晶体上按一定方向角切下薄片，在两个对应面涂上银层作为电极，在每个电极上焊接一根导线，连接到管脚上。

此外，封装外壳构成石英晶体谐振器，简称石英晶体或晶体.晶体振动。

其产品一般用金属外壳包装，也有玻璃外壳.陶瓷或塑料包装。

如果在石英晶体的两个电极上增加一个电场，晶片就会发生机械变形。

相反，如果在晶片两侧施加机械压力，就会在晶片的相应方向产生电场，这种物理现象称为压电效应。

如果在晶片的两极上增加交变电压，晶片会产生机械振动，晶片的机械振动会产生交变电场。

一般来说，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常小，但当外部交变电压的频率为特定值时,振幅明显增远大于其他频率,称为压电谐振，与1C电路的谐振现象非常相似。

其谐振频率与晶片切割方法相似。

.几何形状.尺寸等相关。

晶体不振动时，可视为平板电容器，称为静电电容器C,晶片的大小和几何尺寸.与电极面积有关，一般几种皮法到几十种皮法。

当晶体振荡时,机械振动的惯性可以与电感1相等。

一般1值为几十豪亨到几百豪亨。

电容C可以等效晶片的弹性，C值很小，一般只有0.0002-0.1皮法。

晶体振荡器与晶体谐振器所谓谐振器，不只包括石英晶体谐振器，还包括如陶瓷谐振器，LC 谐振器等。

而晶振，是晶体振荡器的简称，它是用晶体谐振器和电路结合构成的振荡器部件，尤其是指用石英晶体做成的振荡器部件。

所以完整的命名应是“石英晶体谐振器”和“石英晶体振荡器”。

另外，谐振器是无源器件，需要外围电路驱动其工作，产生时钟输出。

振荡器则是有源器件，自身就有内置电路，提供较稳定的时钟输出。

晶体振荡器是用晶振作选频元件的振荡电路，较其他振荡电路具有选频特性好（Q值很高）、频率稳定度很高等优点。

谐振器与振荡器的根本区别就在于有源与无源，也可以说是主动与被动。

振荡器比谐振器多了一个控制电路。

晶体谐振器有一些等效参数，不同的使用环境可能会有不同的要求，比如有些使用中对负载电容C0 / C1 有要求，选用时还要考虑环境温度、负载电容、频率精度甚至DLD 等要求，这就要求外围振荡电路的参数要加一些控制才能输出稳定的频率。

晶体振荡器就避免了这些麻烦，振荡电路已经由生产厂家做好，使用时只需要提供一个稳定的电源供电就可以有稳定输出了。

另外振荡器还有一些辅助功能的，比如，压控晶振（VCXO）、温补晶振（TCXO）、恒温晶振（OCXO）等，这些振荡器可以满足直接使用谐振器时难以做到的一些精密控制。

像OCXO 的频率精度可以做到E-9 量级。

其次，晶振是用晶体谐振器作成的，为了在别的部件上面，作为信号载波，或时序。

以符合所生产产品的要求。

在电子学上，通常将含有晶体管元件的电路称作“有源电路”（如有源音箱、有源滤波器等），而仅由阻容元件组成的电路称作“无源电路”。

晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。

无源晶振与有源晶振的英文名称不同，无源晶振为crystal（晶体，一种矿物质），而有源晶振则叫做oscillator（振荡器，晶体加外围电路）。

无源晶振是有2个引脚的无极性元件，需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来，所以“无源晶振”这个说法并不准确；信号电平是可变的，也就是说是根据起振电路来决定的，同样的晶体可以适用于多种电压，可用于多种不同时钟信号电压要求的片子，而且价格通常也较低，因此对于一般的应用如果条件许可建议用晶体，这尤其适合于产品线丰富批量大的生产者。

什么是晶振、晶体，有什么优缺点及区别?为什么单机片离不开晶振晶振一般也叫有源晶振或晶体谐振器，全称是石英晶体振荡器，是一种高精度和高稳定度的振荡器（一种机电器件），用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。

通过一定的外接电路，可以生成频率和峰值稳定的正弦波。

单片机在运行的时候，需要一个脉冲信号，做为自己执行指令的触发信号，可以简单的想象为：单片机收到一个脉冲，就执行一次或多次指令。

石英晶振1、易碎：因为精准度的需要，石英晶片需要打磨的非常薄。

在运输过程中易碎。

2、品质不一致：过高的温度(如：焊接)会容易导致点胶的松动，造成坏品。

3、漏气：因石英晶振的精度与镀银有很直接的关系，金属壳的密封不好，容易被氧化掉，导致出现比较大的频率偏差。

石英晶振的DPPM在200-300之间MEMS硅晶振MEMS硅晶振采用的是标准的半导体工艺制程，Die与封装都是全自动化流程。

从本质上解决了石英晶振的所有风险：1、高抗震性：50000G抗震性，石头上摔、用力踩、钳子夹是都不会有问题的。

2、高品质一致性：DPPM为0.15，也就是说一百万片里面有0.15片的缺陷率。

3、高精度：普通芯片里面都带有温度补偿电路，全温精度保证。

Sitime MEMS硅晶振可100%兼容石英晶振，无需任何电路更改，可直接替代。

晶体晶体则是无源晶振的简称，也叫谐振器，只有两个引脚，没有电源电压，需要串接电容才可起振；可以适用于多种电压，不同电压要求的CPU。

价格比较低，在民用产品当中为了降低成品大部分使用的都是无源晶振。

缺点信号质量较差，通常需要精确匹配外围电路（用于信号匹配的电容、电感、电阻等），更换不同频率的晶体时周边配置电路也需要做相应的调整。

一般建议采用精度较高的石英晶体，尽可能不要采用精度低的陶瓷晶体。

晶振与晶体的区别●晶振是有源晶振的简称，又叫振荡器。

晶体则是无源晶振的简称，也叫谐振器。

●无源晶振(晶体)一般是直插两个脚的无极性元件，需要借助时钟电路才能产生振荡信号。

晶振术语解释1、晶振：即所谓石英晶体谐振器和石英晶体时钟振荡器的统称。

不过由于在消费类电子产品中，谐振器用的更多，所以一般的概念中把晶振就等同于谐振器理解了。

后者就是通常所指钟振。

2、分类。

首先说一下谐振器。

谐振器一般分为插件（Dip）和贴片（SMD）。

插件中又分为HC-49U、HC-49U/S、音叉型（圆柱）。

HC-49U一般称49U，有些采购俗称“高型”，而HC-49U/S一般称49S，俗称“矮型”。

音叉型按照体积分可分为3*8，2*6，1*5，1*4等等。

贴片型是按大小和脚位来分类。

例如7*5（0705）、6*3.5（0603），5*3.2（5032）等等。

脚位有4pin和2pin之分。

而振荡器也是可以分为插件和贴片。

插件的可以按大小和脚位来分。

例如所谓全尺寸的，又称长方形或者14pin，半尺寸的又称为正方形或者8pin。

不过要注意的是，这里的14pin和8pin都是指振荡器内部核心IC的脚位数，振荡器本身是4pin。

而从不同的应用层面来分，又可分为OSC(普通钟振)，TCXO（温度补偿），VCXO（压控），OCXO（恒温）等等。

3、基本术语。

我想这也是很多采购同学比较模糊的地方。

这里我选了一些常用的谐振器术语拿来做一下解释。

Frequency Tolerance（调整频差）：在规定条件下，在基准温度（25±2℃）与标称频率允许的偏差。

一般用PPm（百万分之）表示。

Frequency Stability(温度频差)：指在规定的工作温度范围内，与标称频率允许的偏差。

用PPm 表示。

Aging（年老化率）：在规定条件下，晶体工作频率随时间而允许的相对变化。

以年为时间单位衡量时称为年老化率。

Shunt Capacitance（静电容）：等效电路中与串联臂并接的电容，也叫并电容，通常用C0表示。

Load Capacitance（负载电容）：与晶体一起决定负载谐振频率fL的有效外界电容，通常用CL表示。

什么是晶振？晶振在PCB板上如何布局？全是精髓！什么是晶振？晶振为何不能放在PCB板边缘？晶振是数字电路设计中关键先生，通常在电路设计当中，晶振都当作数字电路中的心脏部分，数字电路的所有工作都离不开时钟信号，而恰好晶振便是直接控制整个系统正常启动的那个关键按钮，可以说要是有数字电路设计的地方就可以看到晶振。

一．晶振的定义晶振一般是指石英晶体振荡器和石英晶体谐振器两种，也可以直接叫晶体振荡器。

都是利用石英晶体的压电效应制作而成。

它的工作原理是这样的：在晶体两个电极上加上电场后，晶体会发生机械变形，相反的，若是在晶体的两端加上机械压力后，晶体又会产生电场。

这种现象是可逆的，所以利用晶体的这种特性，在晶体两端加上交变电压，晶片就会产生机械振动，同时又会产生交变电场。

但是晶体产生的这种振动和电场一般都会很小，但只要在某个特定频率下，振幅就会明显增大，就类似我们电路设计者常能见到的LC回路谐振同理。

二．晶振的分类①无源晶振无源晶振为晶体，一般是2引脚的无极性器件（部分无源晶振有无极性的固定引脚）。

无源晶振一般需借助于负载电容形成的时钟电路才能产生振荡信号（正弦波信号）。

②有源晶振有源晶振为振荡器，通常是4个引脚。

有源晶振不需要CPU的内部振荡器，产生方波信号。

有源晶振供电便能产生一个时钟信号。

有源晶振信号稳定，质量较好，而且连接方式比较简单，精度误差比无源晶振更小，价格比无源晶振更贵。

三．晶振的等效电路事实上，晶振的作用就像一个串联的RLC电路。

晶振的等效电路显示了一个串联的RLC电路，表示晶振的机械振动，与一个电容并联表示与晶振的电气连接，而晶振振荡器便朝着串联谐振运行工作。

其中，R是ESR等效串联电阻，L和C分别是等效电感和电容，Cp为寄生电容。

四．晶振的基本参数一般晶振的基本参数有：工作温度、精度值、匹配电容、封装形式、核心频率等。

晶振的核心频率：一般晶振频率的选择取决于频率元器件的要求规定，像MCU一般是一个范围，大部分都是从4M到几十M不等。

石英晶体谐振器和振荡器用于频率控制和计时（美） John R.Vig 著胡文科译宁波大学压电器件技术实验室原序为什么编这本教材Einstein曾说“凡事均应做得尽可能简单，而不只是比较简单”。

本“教材”的主要目的是尽可能简单的介绍频率控制与计时中最常碰到的一些基本概念。

我经常被请求向精密振荡器的参观者、管理部门的领导和潜在用户作介绍，我也经常被邀请出席各种会议并参加对大学、电气与电子工程师协会和各种专业组的论文的评价工作。

在开始时，我要花很多时间去准备材料，大多数时间均花在一些图表直观材料的准备上。

随着积累的图表越来越多，材料的准备就变得越来越容易。

由于经常需要对这些图表进行“费力的复制”工作，我就开始编写和增加一些文字说明并填写在所收集图表的空白处。

随着收集的图表逐渐增多，我开始接受建设性意见，同时需要进行更多的复制工作。

显然，其他人员也发现这样的收集工作是有用的。

最后我编写了这本“教材”。

这是一个不断发展的工作。

我计划加入新材料，加入另外的发现。

欢迎为将来的修订提出意见和建议。

目录1.应用和要求2.石英晶体振荡器3.石英晶体谐振器4.振荡器的稳定性5.石英材料的特性6.原子频率标准7.振荡器的比较与指标8.时间与守时9.相关器件与应用10.频率控制论文分类，站点和索引第一章应用和要求石英晶体在电子学上的应用军用和航天应用工业应用民用通讯通讯手表和钟导航电视通讯无线电话敌我识别系统轻便式、分区式、手提式家用电话雷达无线电设备和电话无线电设备和高频设备传感器航空，航海彩电制导系统导航便携电视系统引信仪器家用计算机电子战计算机 VCR和电视摄象机声纳浮标数字系统业余无线电台研究和工艺阴极射线显示器玩具和游戏机原子钟软盘起搏器仪器调制解调器其他医用设备天文学和大地测量标签/标志自动化空间跟踪公用事业引擎控制，收音机，钟天体导航传感器 Trip计算机，GPS石英晶体器件市场工艺年产量单价全世界年交易额~$12亿石英晶体 ~200亿 ~$1($0.1—3000)原子频率标准$2百万氢钟 ~10 $200000铯射束的频率标准 ~500 $50000 $2千5百万铷电池的频率标准 ~60000 $2000 $1亿2千万导航对于精确导航来说，精确时间是最重要的。

如何区分晶体与晶振
晶体（全称石英晶体谐振器，简称晶体）与晶振（全称石英晶体振荡器，简称晶振）作为被各领域广泛使用的器件，经常有人将这两种器件误解为是同一种器件，甚至有个别商家为了广告效应直接打出晶体即为晶振误导用户的说法。

组成材料的不同
自然界存在的一种石英结晶体材料，人们称之为晶体（Crystal），为半透明或不透明状。

而我们电子技术中所说的晶体主要以人造石英为原材料，其主要成分是siO2，含有少量杂质成分如AL2O3、、CaO、MgO等，将石英结晶体按一定的方向切割成很薄的晶片，再将晶片两个对应的表面抛光和涂敷银层，并作为两个电极引出管脚，加以封装，就构成石英晶体谐振器，简称晶体。

晶振（Oscillator），是以高Q值精密石英晶体为主振荡载体，集成一定数量的集成电路、半导体管、阻容感等元件使其具有一定控制能力的电路集合，这个电路集合根据不同功能交叉组合使得晶体的频率特性达到一个较高水平或实现某种特殊功能，一般以至少4个引出管脚，加以封装。

也就是说晶振是晶体经过深加工后的精尖产品，而晶体是晶振的一个原材料。

晶振原理框图。

石英晶体谐振器和石英晶体振荡器石英晶体谐振器一、术语解释1、标称频率：晶体技术条件中规定的频率，通常标识在产品外壳上。

2、工作频率：晶体与工作电路共同产生的频率。

3、调整频差：在规定条件下，基准温度（25±2℃）时工作频率相对于标称频率所允许的偏差。

4、温度频差：在规定条件下，在工作温度范围内相对于基准温度（25±2℃）时工作频率的允许偏差。

5、老化率：在规定条件下，晶体工作频率随时间而允许的相对变化。

以年为时间单位衡量时称为年老化率。

6、静电容：等效电路中与串联臂并接的电容，也叫并电容，通常用C0表示。

7、负载电容：与晶体一起决定负载谐振频率fL的有效外界电容，通常用CL表示。

负载电容系列是：8PF、12PF、15PF、20PF、30PF、50PF、100PF。

只要可能就应选推荐值：10PF、20PF、30PF、50PF、100PF。

8、负载谐振频率（fL）：在规定条件下，晶体与一负载电容相串联或相并联，其组合阻抗呈现为电阻性时的两个频率中的一个频率。

在串联负载电容时，负载谐振频率是两个频率中较低的一个，在并联负载电容时，则是两个频率中较高的一个。

9、动态电阻：串联谐振频率下的等效电阻。

用R1表示。

10、负载谐振电阻：在负载谐振频率时呈现的等效电阻。

用RL表示。

RL＝R1（1+C0/CL）211、激励电平：晶体工作时所消耗功率的表征值。

激励电平可选值有：2mW、1mW、0.5mW 、0.2mW、0.1mW、50μW、20μW、10μW、1μW、0.1μW等12、基频：在振动模式最低阶次的振动频率。

13、泛音：晶体振动的机械谐波。

泛音频率与基频频率之比接近整数倍但不是整数倍，这是它与电气谐波的主要区别。

泛音振动有3次泛音，5次泛音，7次泛音，9次泛音等。

二、应用指南石英晶体谐振器根据其外型结构不同可分为HC-49U、HC-49U/S、HC-49U/S?SMD、UM-1、UM-5及柱状晶体等。

石英晶体谐振器单片晶体滤波器石英晶体振荡器声表面波谐振器及声表面波滤波器等系列产品石英晶体当对晶体的表面施加一外力时，它会产生电压；相反地，当对晶体表面施加一电压时，机械形变振动就会产生。

这些振动的频率取决于晶体的设计和振荡器电路，也称为石英晶体谐振器。

它们因其高Q值，高稳定性和体积小的高度结合而被广泛地应用于频率控制领域。

它们由石英晶体合适的安装，封装和空白电极组成。

频率范围由几百赫兹到几兆赫兹不等。

晶体振荡器这种晶体振荡器拥有较强的频率稳定性。

它最适用于钟表和数字设备。

时钟振荡器被广泛地应用于无线电设备，电子器械和住房设施等产品。

S.P X.O(简易包装晶体振荡器)频率和温度之间的特性是应用中晶体振荡器的温度特性（AT 切振荡器的三维曲线图被用于大多数案例中）和振荡电路的温度特性(这个特性是可以被看成接近直线)的总量，因而表现为一个三维曲线图。

为了提高频率和温度之间的整体特性，温补电容常用于平衡电路中温度特性的偏差，如图1所示。

如上所述，简易封装型晶体振荡器覆盖的温度范围从±5×10–6到±1000×10–6 。

这些振荡器主要用于微型通讯工具，广播设施和测量仪器等的基准振荡器。

T.C.X.O (温补晶体振荡器)晶体振荡器的温度特性主要取决于晶体谐振器，一般显示三维曲线（AT 切）为了确保满足温度的特性，有必要保持晶体周围的温度与工作温度一致或用一个恒温箱。

温补振荡器设计的满足的温度范围包含了一个非常广的范围，并与温补电路联合使用。

以上所说的条件要被考虑在内。

温补振荡器有两种。

一种是与电阻或电容联合使用，用电热调节器作为热敏设备。

另一种就是由温补电路连接到LSI电路上来做为热敏设备。

至于大规模的温补电路，所有的震荡电路都集中到一块芯片上。

尽管是取决于补偿电路和特定温度范围的结合，但是温度特性在三维到五维曲线图上得以显示(见图二)。

这些晶体振荡器在很短的时间内消耗更少的电。

OCXO晶振解析晶振的⼯作原理⽯英晶体振荡器是利⽤⽯英晶体（⼆氧化硅的结晶体）的压电效应制成的⼀种谐振器件，它的基本结构⼤致是从⼀块⽯英晶体上按⼀定⽅位⾓切下薄⽚（简称为晶⽚，它可以是正⽅形、矩形或圆形等），在它的两个对应⾯上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊⼀根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了⽯英晶体谐振器，简称为⽯英晶体或晶体、晶振。

其产品⼀般⽤⾦属外壳封装，也有⽤玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。

⽯英晶体的压电效应：若在⽯英晶体的两个电极上加⼀电场，晶⽚就会产⽣机械变形。

反之，若在晶⽚的两侧施加机械压⼒，则在晶⽚相应的⽅向上将产⽣电场，这种物理现象称为压电效应。

注意，这种效应是可逆的。

如果在晶⽚的两极上加交变电压，晶⽚就会产⽣机械振动，同时晶⽚的机械振动⼜会产⽣交变电场。

在⼀般情况下，晶⽚机械振动的振幅和交变电场的振幅⾮常微⼩，但当外加交变电压的频率为某⼀特定值时，振幅明显加⼤，⽐其他频率下的振幅⼤得多，这种现象称为压电谐振，它与LC回路的谐振现象⼗分相似。

它的谐振频率与晶⽚的切割⽅式、⼏何形状、尺⼨等有关。

晶振基础知识晶振4.1晶振基础知识晶振⼀般叫做晶体谐振器，是⼀种机电器件，是⽤电损耗很⼩的⽯英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。

这种晶体有⼀个很重要的特性，如果给他通电，他就会产⽣机械振荡，反之，如果给他机械⼒，他⼜会产⽣电，这种特性叫机电效应。

他们有⼀个很重要的特点，其振荡频率与他们的形状，材料，切割⽅向等密切相关。

由于⽯英晶体化学性能⾮常稳定，热膨胀系数⾮常⼩，其振荡频率也⾮常稳定，由于控制⼏何尺⼨可以做到很精密，因此，其谐振频率也很准确。

根据⽯英晶体的机电效应，我们可以把它等效为⼀个电磁振荡回路，即谐振回路。

他们的机电效应是机-电-机-电....的不断转换，由电感和电容组成的谐振回路是电场-磁场的不断转换。

在电路中的应⽤实际上是把它当作⼀个⾼Q值的电磁谐振回路。

由于⽯英晶体的损耗⾮常⼩，即Q 值⾮常⾼，做振荡器⽤时，可以产⽣⾮常稳定的振荡，作滤波器⽤，可以获得⾮常稳定和陡削的带通或带阻曲线。