晶振基础知识

晶振的工作原理晶振是一种常见的电子元件，广泛应用于各种电子设备中，如计算机、手机、电视等。

它的主要作用是提供稳定的时钟信号，用于同步各种电子元件的工作。

下面将详细介绍晶振的工作原理。

一、晶振的结构晶振由晶体谐振器和激励电路组成。

晶体谐振器是晶振的核心部件，普通采用石英晶体或者陶瓷晶体制成。

激励电路用来给晶体谐振器提供激励信号，使其发生振荡。

二、晶振的工作原理晶振的工作原理基于晶体的压电效应和谐振现象。

当施加外加电场或者机械应力到晶体上时，晶体味发生形变，同时产生电荷。

这种电荷的产生与晶体内部的原子结构有关。

晶振的激励电路会给晶体施加一个交变电场，这个电场的频率接近晶体的固有频率，即谐振频率。

当激励电场的频率与晶体的谐振频率相同时，晶体味发生共振现象，产生一个稳定的振荡信号。

三、晶振的工作频率晶振的工作频率由晶体的物理特性决定，普通在几十千赫兹到几百兆赫兹之间。

常见的晶振频率有4MHz、8MHz、16MHz等。

四、晶振的稳定性晶振的稳定性是指它的输出频率的变化程度。

晶振的稳定性主要受到温度、机械应力和供电电压的影响。

为了提高晶振的稳定性，通常会在晶振周围加之一个稳压电路，以保持供电电压的稳定。

五、晶振的应用晶振广泛应用于各种电子设备中，主要用于提供时钟信号。

在计算机中，晶振被用作CPU的时钟源，控制CPU的工作速度。

在手机中，晶振用于同步各种通信模块的工作，确保数据的准确传输。

在电视中，晶振用于同步图象和声音的播放。

六、晶振的选型在选择晶振时，需要考虑以下几个因素：1. 工作频率：根据具体应用需求选择合适的工作频率。

2. 稳定性：根据应用的要求选择稳定性较高的晶振。

3. 尺寸：根据设备的空间限制选择合适尺寸的晶振。

4. 供电电压：根据设备的供电电压选择合适的晶振。

七、晶振的维护与保养晶振是一种精密的电子元件，需要注意以下几点：1. 避免机械应力：晶振容易受到机械应力的影响，使用时应避免过度挤压或者碰撞。

无源晶振无源晶振与与有源晶振无源晶振无源晶振（（Crystal ：）：内只有一片按一定轴向切割的石英晶体薄片内只有一片按一定轴向切割的石英晶体薄片内只有一片按一定轴向切割的石英晶体薄片，，供接入运放供接入运放（（或微处理器的Xtal 端）以形成振荡以形成振荡。

（（依靠配合其他依靠配合其他IC 内部振荡电路工作内部振荡电路工作））有源晶振有源晶振（（Oscillator ）：：内带运放内带运放内带运放，，工作在最佳状态工作在最佳状态，，送入电源后送入电源后，，可直接输出一定频率的等可直接输出一定频率的等幅幅正弦波（。

（晶振晶振+振动电路振动电路，，封装在一起封装在一起，，加上电源加上电源，，就有波形输出就有波形输出））※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，自身无法振荡起来无源晶振需要用微处理器片内的振荡器，在datasheet 上有建议的连接方法。

无源晶振没有电压的问题，信号电平是可变的，也就是说是根据起振电路来决定的，同样的晶振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微处理器，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。

无源晶振相对于晶振而言其缺陷是信号质量较差，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需要做相应的调整。

使用时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。

※有源晶振有4只引脚，是一个完整的振荡器，里面除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件 。

有源晶振不需要微处理器的内部振荡器，信号质量好，比较稳定，而且连接方式相对简单（主要是做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成的PI 型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需要复杂的配置电路。

相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差，价格相对较高。

晶体振荡器基础知识单选题100道及答案解析1. 晶体振荡器的核心部件是（）A. 晶体B. 电容C. 电感D. 电阻答案：A解析：晶体振荡器中起关键作用的是晶体，其具有稳定的谐振频率。

2. 晶体振荡器的主要优点是（）A. 频率稳定度高B. 输出功率大C. 成本低D. 易于调试答案：A解析：晶体振荡器相比其他振荡器，最突出的优点就是频率稳定度高。

3. 晶体在振荡器中起到（）A. 放大作用B. 选频作用C. 滤波作用D. 调制作用答案：B解析：晶体的特性使其在振荡器中主要起到选频作用，确定振荡频率。

4. 常见的晶体振荡器类型不包括（）A. 皮尔斯振荡器B. 考毕兹振荡器C. 哈特莱振荡器D. 克拉泼振荡器答案：C解析：哈特莱振荡器不是常见的晶体振荡器类型。

5. 晶体振荡器的频率取决于（）A. 晶体的尺寸B. 晶体的材料C. 晶体的切割方式D. 以上都是答案：D解析：晶体的尺寸、材料和切割方式都会影响其振荡频率。

6. 以下哪种因素对晶体振荡器的频率稳定性影响最小（）A. 温度B. 电源电压C. 负载电容D. 布线电感答案：D解析：布线电感对晶体振荡器频率稳定性的影响相对较小，温度、电源电压和负载电容的影响较大。

7. 晶体振荡器输出的波形通常是（）A. 正弦波B. 方波C. 三角波D. 锯齿波答案：A解析：晶体振荡器一般输出正弦波。

8. 为提高晶体振荡器的频率，可采取的方法是（）A. 减小晶体的负载电容B. 增大晶体的负载电容C. 增加晶体的串联电阻D. 减少晶体的串联电阻答案：A解析：减小晶体的负载电容可以提高晶体振荡器的频率。

9. 晶体振荡器的起振条件是（）A. 环路增益大于1B. 环路增益小于1C. 环路增益等于1D. 环路增益为0答案：A解析：环路增益大于1 是振荡器起振的条件。

10. 晶体振荡器的相位平衡条件是（）A. 反馈信号与输入信号同相B. 反馈信号与输入信号反相C. 反馈信号超前输入信号90 度 D. 反馈信号滞后输入信号90 度答案：A解析：相位平衡条件要求反馈信号与输入信号同相。

晶振的原理及作用晶体振荡器（晶振）是一种产生稳定频率的电子元件，广泛应用于无线通信、计算机、电子钟等电子设备中。

它的作用是提供一个稳定的时钟信号，让电子设备能够按照指定的频率运行。

晶振的主要原理是晶体的压电效应和共振现象。

晶体是一种具有压电效应的物质，即在外界施加压力时，晶体呈现出电势差的变化。

当一个电压被施加到晶体上，晶体由于压电效应而发生微小的尺寸变化，使晶体的原子结构发生微小的扭曲。

这个扭曲会导致晶体内部产生反馈电势，使电荷在晶体中移动，形成电荷的周期性移动。

当振动频率达到晶体的共振频率时，电荷的周期性移动达到最大值，称为共振现象。

晶振通常由晶体谐振器和放大器组成。

晶体谐振器是由晶体和电容器组成的振荡回路，晶体由于压电效应而发生振动，并将能量转化为电能。

放大器作用是将振荡信号放大，并驱动其他电路或设备。

晶振的频率稳定性是晶振器的一个重要指标。

频率稳定性指的是晶振器输出频率在长时间内的波动程度。

一般来说，晶体振荡器的频率稳定性高，可以达到几十亿分之一，甚至更高。

这一特性使得晶振广泛应用于需要高精度时钟信号的设备中。

晶振的工作原理和作用有以下几个方面的重要影响：1. 提供稳定的时钟信号：晶振可以提供稳定的时钟信号，用于同步各个电子元件的工作，确保电子设备正常运行。

例如，在计算机中，CPU需要一个稳定的时钟信号来控制数据的运行和处理。

晶振提供的稳定频率信号可以确保CPU和其他设备能够准确无误地进行数据处理。

2. 影响数据传输速率：晶振的频率决定了数据传输的速率。

在通信设备中，例如无线电设备或调制解调器，晶振提供了稳定的基准频率，用于控制数据的传输速率。

不同的频率可以实现不同的传输速率，而晶振能够提供稳定的频率信号，确保数据能够准确无误地传输。

3. 影响设备的精度和稳定性：晶振的高频率稳定性决定了设备的精度和稳定性。

例如，在高精度的仪器设备中，晶振提供了精确的计时信号，使设备的测量结果更加准确可靠。

晶振知识大全(总17页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除晶振的定义: 晶振的英文名称为crystal. 石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成，主要是为电路提供频率基准的元器件。

晶振的分类：1.按制作材料，分为石英晶振和陶瓷晶振。

石英晶振：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。

陶瓷晶振：指用陶瓷外壳封装的晶振,跟石英晶振比起来精度要差一些,但成本也比较低,主要用在对频率精度要求不高的电子产品中。

陶瓷晶振就是晶体逆压电效应原理，陶瓷谐振器的工作原理就是既可以把电能转换为机械能，也可以把机械能转换为电能。

目前陶瓷谐振器的类型按照外形可以分为直插式和贴片式两中。

2. 从功能上分晶振分为无源晶振和有源晶振。

无源晶振即为石英晶体谐振器，而有源晶振即位石英晶体振荡器。

无源晶振只是个石英晶体片，使用时需匹配相应的电容、电感、电阻等外围电路才能工作，精度比晶振要低，但它不需要电源供电，有起振电路即可起振，一般有两个引脚，价格较低。

有源晶振内部含有石英晶体和匹配电容等外围电路，精度高、输出信号稳定，不需要设计外围电路、使用方便，但需要电源供电，有源晶振一般是四管脚封状，有电源、地线、振荡输出和一个空置端。

使用有源晶振时要特别注意，电源必须是稳压的且电源引线尽量短，并尽量与系统中使用晶振信号的芯片共地。

3、从封装形式上分有直插型（DIP）和贴片型（SMD）。

4、按谐振频率精度，分为高精度型、中精度型和普通型晶振。

5、按应用特性，分为串联谐振型晶振和并联谐振型晶振。

晶振的工作原理晶振（Crystal Oscillator）是一种基于晶体的电子元件，常用于电子设备中的时钟电路和频率稳定器。

晶振的工作原理是利用晶体的压电效应和谐振效应来产生稳定的振荡信号。

1. 晶体的压电效应晶体具有压电效应，即在晶体的两个相对平行的表面上施加压力时，会在晶体内部产生电荷分布的不均匀，从而产生电势差。

这种压电效应是由于晶体的晶格结构对压力的敏感性导致的。

2. 晶体的谐振效应晶体具有谐振效应，即当外加电场频率等于晶体的固有频率时，晶体会发生共振现象，产生较大的振荡幅度。

这是因为晶体的晶格结构对外加电场的频率具有选择性响应。

基于以上两个原理，晶振的工作可以描述如下：1. 晶振电路的组成晶振电路主要由晶体、电容和放大器组成。

晶体作为振荡元件，电容用于调节振荡频率，放大器用于放大振荡信号。

2. 晶振的工作过程首先，电源提供直流电压给晶振电路。

晶振电路中的放大器将直流电压转换为交流信号，并输入到晶体上。

晶体受到电场的作用，根据压电效应产生电势差，并通过电容调节后反馈给放大器。

当输入信号的频率等于晶体的固有频率时，晶体发生谐振现象，产生稳定的振荡信号。

这个振荡信号经过放大器放大后，输出到外部电路中。

3. 晶振的稳定性晶振具有较高的频率稳定性，这是由于晶体的固有频率非常稳定。

晶体的固有频率主要取决于晶体的物理结构和材料特性，而这些因素在制造过程中可以严格控制，从而保证了晶振的频率稳定性。

4. 晶振的应用晶振广泛应用于各种电子设备中，如计算机、手机、通信设备等。

它们在时钟电路中用于提供稳定的时钟信号，使设备能够按照预定的频率和时间进行工作。

此外，晶振还可以用作频率稳定器，用于调整和控制电子设备中的频率。

总结：晶振是一种基于晶体的电子元件，利用晶体的压电效应和谐振效应来产生稳定的振荡信号。

晶振电路由晶体、电容和放大器组成，工作过程中，晶体受到电场的作用产生电势差，并通过电容反馈给放大器，当输入信号的频率等于晶体的固有频率时，晶体发生谐振现象，产生稳定的振荡信号。

晶振重要基础知识点晶振（Crystal Oscillator）是一种电子元件，作为电路中的重要组成部分，主要用于产生稳定的电信号。

在电子技术领域中，晶振是一项重要的基础知识点，对于电路的设计和工作原理具有关键性的影响。

以下是有关晶振的几个重要基础知识点。

1. 晶体的特性：晶振的核心部件是晶体，通常采用石英晶体。

晶体具有特殊的物理特性，能够产生稳定的振荡频率。

这是由于晶体的晶格结构和内部电荷特性决定的。

因此，晶体的选择对于晶振的性能和稳定性至关重要。

2. 振荡电路的构成：晶振一般包含振荡电路，该电路由晶体振荡器、放大电路和输出电路组成。

晶体振荡器是整个晶振的核心部件，用于产生基准频率信号。

放大电路用于放大振荡器输出的信号，以便提供足够的幅度和驱动能力。

输出电路则将放大后的信号输出给其他电路或系统。

3. 振荡频率和精度：晶振的一个关键参数是振荡频率，即晶体的振荡周期。

该频率取决于晶体的物理特性和电路参数。

晶振的精度取决于晶体的制作工艺和电路设计。

通常情况下，晶振的频率精度可以达到百万分之一甚至更高的水平。

4. 温度特性：晶振的频率通常会随着温度的变化而发生微小的变化，这是由晶体的温度特性决定的。

为了确保晶振在不同温度下的稳定性，通常会采取一些温度补偿措施，例如使用温度补偿电路或选择温度稳定性较好的晶体材料。

5. 应用领域：晶振在电子领域有广泛的应用。

最常见的应用是在时钟电路中，用于提供计时信号。

此外，晶振还用于无线通信设备、计算机系统、自动化控制系统等领域，为这些系统提供稳定的基准时钟信号。

综上所述，晶振作为电子领域的重要基础知识点，涉及晶体的特性、振荡电路的构成、振荡频率和精度、温度特性以及应用领域等方面。

深入理解和熟悉晶振的相关知识，对于电子工程师和电路设计师来说至关重要，能够帮助他们设计出稳定性高、性能优越的电子系统。

《晶振基础知识的综合性概述》一、引言在现代电子技术领域中，晶振（晶体振荡器）作为一种关键的电子元件，发挥着至关重要的作用。

它广泛应用于通信、计算机、消费电子、工业控制等众多领域，为各种电子设备提供稳定的时钟信号。

从我们日常使用的智能手机到复杂的卫星通信系统，晶振都在默默地发挥着它的功能。

本文将对晶振的基础知识进行全面的阐述与分析，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势。

二、晶振的基本概念1. 定义与作用晶振，即晶体振荡器，是一种利用石英晶体的压电效应制成的频率元件。

它能够产生高度稳定的频率信号，为电子设备提供精确的时钟基准。

在电子系统中，时钟信号就如同心脏的跳动一样，控制着各个部分的同步运行。

没有稳定的时钟信号，电子设备将无法正常工作。

2. 结构组成晶振主要由石英晶体、振荡电路和封装外壳组成。

石英晶体是晶振的核心部件，它具有特定的晶体结构和物理特性，能够在特定的频率下产生谐振。

振荡电路则负责将石英晶体的谐振信号放大并稳定输出，形成稳定的时钟信号。

封装外壳则起到保护内部元件和便于安装的作用。

3. 工作原理晶振的工作原理基于石英晶体的压电效应。

当在石英晶体上施加电场时，晶体内部会产生机械变形；反之，当晶体受到机械力作用时，会在晶体内部产生电场。

利用这种特性，将石英晶体接入振荡电路中，当电路中的反馈信号与晶体的谐振频率相匹配时，就会产生稳定的振荡信号。

三、晶振的核心理论1. 石英晶体的物理特性石英晶体具有很高的品质因数（Q 值），这意味着它在谐振时的能量损耗非常小，能够产生非常稳定的频率信号。

此外，石英晶体的频率温度特性也非常好，在一定的温度范围内，其频率变化非常小。

这些物理特性使得石英晶体成为制作晶振的理想材料。

2. 振荡电路的设计原理振荡电路的设计是晶振的关键技术之一。

常见的振荡电路有皮尔斯振荡器、考毕兹振荡器等。

这些振荡电路的设计原理是通过正反馈机制，将石英晶体的谐振信号放大并稳定输出。

晶振知识晶振有着不同使用要求及特点，通分为以下几类：普通晶振、温补晶振、压控晶振、温控晶振等。

在测试和使用时所供直流电源应没有足以影响其准确度的纹波含量，交流电压应无瞬变过程。

测试仪器应有足够的精度，连线合理布置，将测试及外围电路对晶振指标的影响降至最低。

以下内容将逐项为您解答有关晶振的相关知识。

基本概述晶振全称为晶体振荡器，其作用在于产生原始的时钟频率，这个频率经过频率发生器的放大或缩小后就成了电脑中各种不同的总线频率。

以声卡为例，要实现对模拟信号44.1kHz或48kHz的采样，频率发生器就必须提供一个44.1kHz或48kHz的时钟频率。

如果需要对这两种音频同时支持的话，声卡就需要有两颗晶振。

但是娱乐级声卡为了降低成本，通常都采用SRC将输出的采样频率固定在48kHz，但是SRC会对音质带来损害，而且现在的娱乐级声卡都没有很好地解决这个问题。

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，如果给它通电，它就会产生机械振荡，反之，如果给它机械力，它又会产生电，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。

主要参数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（谐振）的英文名称不同，无源晶振为crystal（晶体），而有源晶振则叫做oscillator（振荡器）。