相信很多人都聽說過晶振,，那么何為晶振,，它的工作原理又是怎么一回事?你知道晶振的主要參數(shù)以及工作原理嗎?如果你對這些問題存在一定疑惑，不妨看看本文帶來的有關晶振這四方面的內容,，讓本文幫你一次性掃清這些個障礙吧,。

    一、何為晶振ppm?

    晶振全稱是晶體振蕩器,，是指從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片(簡稱為晶片),，石英晶體諧振器，簡稱為石英晶體或晶體,、晶振;而在封裝內部添加IC組成振蕩電路的晶體元件稱為晶體振蕩器,。其產品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼,、陶瓷或塑料封裝的,。

    電子元件是電路設計中一個很關鍵的所在，電路的精準直接關乎使用這顆晶振的產品的質量問題,，但是最重要的體現(xiàn)在于一個小參數(shù)那就是晶振的ppm值,，即精度電容值。精度值越低表明這顆電子元件越精度越精確,，使用起來越耐用和反應出來的效果就越好,。那么，你知道晶振電路中的ppm嗎?ppm這個小參數(shù),，是如何產生大作用的,。

    二、晶振ppm誤差公式

    1：120ppm,，27M的晶振,，頻率的誤差 = 120/100萬*27M=3240Hz

    晶振的精度決定時鐘的計時準確度。

    2：所配晶振頻率：32772.2HZ,，誤差為+1.2ppm

    一年的誤差計算過程為：

    Δf = +1.2/100萬*32772.2

    Δt/秒= Δf/32772.2 = 1.2/100萬

    一年的誤差 = Δt*24*3600*365 = 37.8秒

    三,、晶振的主要參數(shù)

    晶振的主要參數(shù)有標稱頻率,、老化率、頻率準確度,、頻率穩(wěn)定度,、相位噪聲、功耗等,。

    1,、標稱頻率：是指晶振的標稱輸出頻率;

    2、頻率準確度：是指常溫(25度)下,，所測晶振頻率相對標稱頻率的差值,。這一點是不太重要的;

    3、頻率穩(wěn)定度：一般是指頻率溫度穩(wěn)定度,，是指在晶振的工作溫度范圍內頻率隨著溫度變化的大小,，一般用PPM或PPB來標示，1PPB=0.001PPM=1*10-9;

    4,、老化率：隨著時間的推移,，頻率值隨著變化的大小;

    5、相位噪聲：信號功率與噪聲功率的比率(C/N),，是表征頻率顫抖的技術指標,。一般來說雷達等設備會對相位噪聲有特殊要求;

    6、晶體還有一個重要的特性就是“RR等效阻抗”,，晶振長出現(xiàn)停振現(xiàn)象,。經分析均為晶片阻值大于80歐姆。

    四,、晶振工作原理

    若在石英晶體的兩個電極上加一電場,，晶片就會產生機械變形。反之,，若在晶片的兩側施加機械壓力,，則在晶片相應的方向上將產生電場，這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應,。如果在晶片的兩極上加交變電壓,，晶片就會產生機械振動，同時晶片的機械振動又會產生交變電場,。在一般情況下,，晶片機械振動的振幅和交變電場的振幅非常微小，但當外加交變電壓的頻率為某一特定值時,，振幅明顯加大,，比其他頻率下的振幅大得多，這種現(xiàn)象稱為壓電諧振,，它與LC回路的諧振現(xiàn)象十分相似,。它的諧振頻率與晶片的切割方式,、幾何形狀、尺寸等有關,。

    當晶體不振動時,，可把它看成一個平板電容器稱為靜電電容C，它的大小與晶片的幾何尺寸,、電極面積有關,，一般約幾個皮法到幾十皮法。當晶體振蕩時,，機械振動的慣性可用電感L來等效,。一般L的值為幾十豪亨到幾百豪亨。晶片的彈性可用電容C來等效,，C的值很小,，一般只有0.0002～0.1皮法。晶片振動時因摩擦而造成的損耗用R來等效,，它的數(shù)值約為100歐。由于晶片的等效電感很大,，而C很小,，R也小，因此回路的品質因數(shù)Q很大,，可達1000～10000,。加上晶片本身的諧振頻率基本上只與晶片的切割方式、幾何形狀,、尺寸有關,，而且可以做得精確，因此利用石英諧振器組成的振蕩電路可獲得很高的頻率穩(wěn)定度,。

    計算機都有個計時電路,，盡管一般使用“時鐘”這個詞來表示這些設備，但它們實際上并不是通常意義的時鐘,，把它們稱為計時器可能更恰當一點,。計算機的計時器通常是一個精密加工過的石英晶體，石英晶體在其張力限度內以一定的頻率振蕩,，這種頻率取決于晶體本身如何切割及其受到張力的大小,。有兩個寄存器與每個石英晶體相關聯(lián)，一個計數(shù)器和一個保持寄存器,。石英晶體的每次振蕩使計數(shù)器減1,。當計數(shù)器減為0時，產生一個中斷,，計數(shù)器從保持寄存器中重新裝入初始值,。這種方法使得對一個計時器進行編程,，令其每秒產生60次中斷(或者以任何其它希望的頻率產生中斷)成為可能。每次中斷稱為一個時鐘嘀嗒,。

    晶振在電氣上可以等效成一個電容和一個電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個電容的二端網絡,，電工學上這個網絡有兩個諧振點，以頻率的高低分其中較低的頻率為串聯(lián)諧振,，較高的頻率為并聯(lián)諧振,。由于晶體自身的特性致使這兩個頻率的距離相當?shù)慕咏谶@個極窄的頻率范圍內,，晶振等效為一個電感,，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會組成并聯(lián)諧振電路。這個并聯(lián)諧振電路加到一個負反饋電路中就可以構成正弦波振蕩電路,，由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄,，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個振蕩器的頻率也不會有很大的變化,。晶振有一個重要的參數(shù),，那就是負載電容值，選擇與負載電容值相等的并聯(lián)電容,，就可以得到晶振標稱的諧振頻率,。

    一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放大器的兩端接入晶振，再有兩個電容分別接到晶振的兩端,，每個電容的另一端再接到地,，這兩個電容串聯(lián)的容量值就應該等于負載電容，請注意一般IC的引腳都有等效輸入電容,，這個不能忽略,。一般的晶振的負載電容為15皮或12.5皮，如果再考慮元件引腳的等效輸入電容,，則兩個22皮的電容構成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇,。以上就是晶振的工作原理，需要工程師在實踐中不斷積累經驗,。