发布时间：2019-11-13 阅读量：712 来源: 我爱方案网 作者:
晶体振荡器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；而在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器。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。
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若在石英晶体上施加交变电场，则晶体晶格将产生机械振动，当外加电场的频率和晶体的固有振荡频率一致时，则出现晶体的谐振。由于石英晶体在压力下产出的电场强度很小，这样仅需很弱的外加电场即可产生形变，这一特性使压电石英晶体很容易在外加交变电场激励下产生谐振。其振荡能量损耗小，振荡频率极稳定，这些再加上石英优良的机械、电气和化学稳定性，使它自40年代以来就成为石英钟、电子表、电话、电视、计算机等与数字电路有关的频率基准元件。
石英晶体谐振器的符号和等效电路。当晶体不振动时，可把它看成一个平板电容器称为静电电容C，它的大小与晶片的几何形状‘电极面积有关，，一般约几个pF到几十pF。当晶体振荡时。机械振 动的惯性可用电感L來等效。一般L的值为几十mH到几百mH。晶片的弹性可用电容C來等效，C的值很小，一般只有0. 0002-0.1pF.晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R来等效，它的数假约为100。由于晶片的等效电感很大，而C很小，R也小，因此回路的品质因数Q很大，可达1000-10000。加上：晶片本身的谐振频率基木上只与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关，而且可以做得精确，因此利用石英振荡器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定性。
石英晶体振荡器稳频原理。石英晶体振荡器所以能获得比10^-5更高的频率稳定度是由于采用石英晶体谐振器，它具有以下优良性能：石英晶体振荡器的振荡频率主要由石英晶体谐振器的谐振频率fq决定，fq主要取 决于石英晶片的尺寸。石英晶体的物理性能和化学性能都十分稳定，它的尺寸受外界条件如 温度、湿度、气压等变化的影响极小，使其谐振频率fq十分稳定，因而石英晶体谐振器上标志的标称频率是十分稳定的，从而使石英晶体振荡器具有很高的振荡频率稳定度。
与Q值只有200~300的普通LC回路相比，石英晶体谐振器具有很高的品质因数Q =104？106。因而，石英晶体呈现的等效电抗x随频率的变化极其陡峭。当各种频率不稳 定因素使振荡回路的电抗产生±△X变化时，只要晶体振荡频率f作微量变化，高Q的石英晶 体谐振器就可以产生一负正△X的电抗变化，来抵偿外界因素变化的影响，使整个回路的总电抗 和∑X = 0，维持了反馈相位的平衡。这使石英晶体振荡器在晶体管参数、负载、供电电压、温度等外界因素变化的条件下，维持晶体振荡频率稳定不变的能力强。
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石英晶体谐振器与晶体管等有源器件的接入系数极小，这大大减弱了晶体管的输出 电容、输入电容等参数以及外电路中的不稳定因素对石英晶体振荡器决定频率系统的影响，这也有利于提高石英晶体振荡器的频率稳定度。石英晶体谐振器的等效阻抗很大，它与晶体管等有源器件只要保持较松的耦合就能维持振荡，石英晶体谐振器与晶体管的接入系数p大约是10^-3---10^-4量级。
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