什么是晶體振蕩器?它的作用是什么?本文的話題是晶體振蕩器，有人說這個就是一個元器件,，還有說石英晶體振蕩器是利用石英晶體(二氧化硅的結(jié)晶體)的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件,，帶著疑問一起深入了解下什么是晶體振蕩器，晶體振蕩器到底是怎么回事?
石英晶體振蕩器是高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器,，被廣泛應(yīng)用于彩電,、計算機(jī)、遙控器等各類振蕩電路中,，以及通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器,、為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時鐘信號和為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號 。
石英晶體振蕩器是利用石英晶體(二氧化硅的結(jié)晶體)的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件,，它的基本構(gòu)成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片(簡稱為晶片,，它可以是正方形、矩形或圓形等),，在它的兩個對應(yīng)面上涂敷銀層作為電極,，在每個電極上各焊一根引線接到管腳上，再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器,，簡稱為石英晶體或晶體,、晶振,。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼,、陶瓷或塑料封裝的,。
若在石英晶體的兩個電極上加一電場，晶片就會產(chǎn)生機(jī)械變形,。反之,，若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械壓力,，則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場,，這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。如果在晶片的兩極上加交變電壓,，晶片就會產(chǎn)生機(jī)械振動,，同時晶片的機(jī)械振動又會產(chǎn)生交變電場。在一般情況下,，晶片機(jī)械振動的振幅和交變電場的振幅非常微小,，但當(dāng)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(guān),。
常見的晶振有哪些類型
晶振很多人并不是很了解,，晶振在電路中有心臟之稱，通過與其他元器件配合產(chǎn)生脈沖信號,，下達(dá)指令實(shí)現(xiàn)工作,。晶振使用廣泛主要用于汽車電子、智能家居,、數(shù)碼電子,、安防設(shè)備、通訊設(shè)備等不同領(lǐng)域,。晶振類型很多,，根據(jù)不同性能可以分為有源晶振和無源晶振、有源晶振分溫補(bǔ)晶振,、壓控晶體振蕩器,、壓控溫補(bǔ)晶體振蕩器。無源晶振分兩種材質(zhì)石英晶振和陶瓷晶振,。
根據(jù)不同領(lǐng)域設(shè)備需求不同,，很多廠家選擇使用臺灣進(jìn)口晶振以及日本進(jìn)口晶振品牌,。臺系晶振品牌：亞陶晶振、鴻星晶振,、TXC晶振,、加高晶振等等，日系晶振品牌：KDS大真空晶體,、精工愛普生晶振,、西鐵城晶振、京瓷晶振,、NDK晶振等等,。石英晶振分為貼片和插件兩種，插件石英晶體最常見的是圓柱晶振以及橢圓形晶體,。貼片晶振封裝尺寸較多,，主要有7.0x5.0mm、5.0x3.2mm,、3.2x2.5mm,、2.0x1.6mm、1.6x1.2mm,，貼片晶振封裝尺寸不同在不同領(lǐng)域使用所展現(xiàn)的性能也不同,。
選用晶振最關(guān)鍵的參數(shù)在于6點(diǎn)，晶振的封裝尺寸,、晶振的頻率(有些頻率較偏使用較少),、晶振的精度偏差、晶振的負(fù)載電容,、晶振的溫度使用范圍要求,、以及有源晶振的電源電壓要求。根據(jù)客戶在不同環(huán)境中所使用到的產(chǎn)品不同選擇不同參數(shù),。
根據(jù)晶振的各種特性分類有哪些呢?按制作材料分類：可分為石英晶振和陶瓷晶振,。按應(yīng)用特性分類：可分為串聯(lián)諧振型晶振和并聯(lián)諧振型晶振。按負(fù)載電容特性分類：可分為低負(fù)載電容型晶振和高負(fù)載電容型晶振,。按晶振的功能和實(shí)現(xiàn)技術(shù)分類：可以將晶振分為溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(TCXO),、壓控晶體振蕩器(VCXO)、普通晶體振蕩器(SPXO),、恒溫晶體振蕩器(OCXO),。
按封裝形式分類：可分為玻璃真空密封型晶振、金屬殼封裝型晶振,、陶瓷封裝型及塑料殼封裝型晶振,。按外形分類：可分為長方形晶振、圓柱形晶振,、橢圓形晶振,。按諧振頻率精度分類：可分為高精度型晶振,、中精度型晶振及普通型晶振。
晶振的分類
根據(jù)晶振的功能和實(shí)現(xiàn)技術(shù)的不同,，可以將晶振分為以下四類：
1)恒溫晶體振蕩器(以下簡稱OCXO)
這類型晶振對溫度穩(wěn)定性的解決方案采用了恒溫槽技術(shù),，將晶體置于恒溫槽內(nèi)，通過設(shè)置恒溫工作點(diǎn),，使槽體保持恒溫狀態(tài),，在一定范圍內(nèi)不受外界溫度影響，達(dá)到穩(wěn)定輸出頻率的效果,。這類晶振主要用于各種類型的通信設(shè)備,，包括交換機(jī)、SDH傳輸設(shè)備,、移動通信直放機(jī),、GPS接收機(jī)、電臺,、數(shù)字電視及軍工設(shè)備等領(lǐng)域。根據(jù)用戶需要,，該類型晶振可以帶壓控引腳,。OCXO的工作原理如下圖3所示：
OCXO的主要優(yōu)點(diǎn)是，由于采用了恒溫槽技術(shù),，頻率溫度特性在所有類型晶振中是最好的,，由于電路設(shè)計精密，其短穩(wěn)和相位噪聲都較好,。主要缺點(diǎn)是功耗大,、體積大，需要5分鐘左右的加熱時間才能正常工作等,。
2)溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(以下簡稱TCXO)
其對溫度穩(wěn)定性的解決方案采用了一些溫度補(bǔ)償手段,，主要原理是通過感應(yīng)環(huán)境溫度，將溫度信息做適當(dāng)變換后控制晶振的輸出頻率,，達(dá)到穩(wěn)定輸出頻率的效果,。傳統(tǒng)的TCXO是采用模擬器件進(jìn)行補(bǔ)償，隨著補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展,，很多數(shù)字化補(bǔ)償大TCXO開始出現(xiàn),，這種數(shù)字化補(bǔ)償?shù)腡CXO又叫DTCXO，用單片機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償時我們稱之為MCXO,，由于采用了數(shù)字化技術(shù),，這一類型的晶振再溫度特性上達(dá)到了很高的精度，并且能夠適應(yīng)更寬的工作溫度范圍,，主要應(yīng)用于軍工領(lǐng)域和使用環(huán)境惡劣的場合,。在廣大研發(fā)人員的共同努力下,，我公司自主開發(fā)出了高精度的MCXO，其設(shè)計原理和在世界范圍都是領(lǐng)先的,，配以高度自動化的生產(chǎn)測試系統(tǒng),，其月產(chǎn)可以達(dá)到5000只，其設(shè)計原理如圖4,。
3)普通晶體振蕩器(SPXO)
這是一種簡單的晶體振蕩器,，通常稱為鐘振，其工作原理為圖3中去除“壓控”,、“溫度補(bǔ)償”和“AGC”部分,，完全是由晶體的自由振蕩完成。這類晶振主要應(yīng)用于穩(wěn)定度要求不高的場合,。
4)壓控晶體振蕩器(VCXO)
這是根據(jù)晶振是否帶壓控功能來分類,，帶壓控輸入引腳的一類晶振叫VCXO，以上三種類型的晶振都可以帶壓控端口,。以上就是晶體振蕩器的一些解析,，希望能給大家?guī)椭?/p>