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晶振概述及工作原理

2023-06-07 23:56:00

电路板上随处可见晶体振动。只需使用处理器，就必须有晶体振动。即使没有外部晶体振动，芯片BP5034D12内部也有晶体振动。

01、晶振概述

晶振一般是指晶体振荡器。晶体振荡器是指从应时晶体上切割薄片(以下简称晶体)，简称应时晶体或晶体振荡器。

并添加到包装内部IC晶体元件称为晶体振荡器，形成振荡电路。它的产品通常包括金属外壳、玻璃外壳、陶瓷或塑料。

02、晶振工作原理

应时晶体振荡器是由应时晶体的压电效应制成的谐振器。其基本成分大致如下:从应时晶体上按一定方向角切片，在两个相应的表面涂上银层作为电极，在每个电极上焊接一根导线，连接管脚。此外，封装外壳形成应时晶体谐振器，简称应时晶体或晶体振动。其产品一般包装在金属外壳、玻璃外壳、陶瓷或塑料中。

如果在应时晶体的两个电极上增加一个电场，晶体就会发生机械变形。相反，如果在晶体两侧施加机械压力，晶体的相应方向就会产生电场，这就是所谓的压电效应。

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

一般来说，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅都很小，但当外交变电压的频率为特定值时，振幅明显大于其他频率，称为压电谐振和和。LC电路的谐振现象非常相似。其谐振频率与晶片的切割方法、几何形状、尺寸等有关。

晶体不振动时，可视为平板电容器，称为静电电容器C，它的大小与晶体的几何大小和电极面积有关，一般从几种皮法到几十种皮法。当晶体振动时，机械振动的惯性可以等于电感L。

一般来说，L值是几十豪亨到几百豪亨。电容器C具有等效晶片的弹性，C价值不大，一般只有0.002~0.1皮法。晶片振动时摩擦造成的损失，其价值约为100欧元。

由于晶片的等效电感很大，而C很小，R它也很小，所以电路的质量因素Q很大，可以达到1000~10000。此外，晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方法、几何形状和尺寸有关，可以准确完成。因此，由应时谐振器组成的振荡电路可以获得高频稳定性。

尽管计算机通常使用计时电路，“时钟”用这个词来表示这些设备，但它们实际上并不是通常的时钟，所以称之为计时器可能更合适。

计算机计时器通常是经过精密加工的应时晶体。根据晶体本身的切割和张力，它们在张力范围内以一定的频率振荡。有两个与每个应时晶体相关的存储器，一个计数器和一个保持存储器。

应时晶体的每次振荡使计数器减少1。当计数器减少到0时，会中断，计数器会从保存器重新安装到初始值。这种方法可以编程一个计时器，每秒中断60次(或者以任何其他希望的频率中断)。每次中断都叫钟滴。

晶体振荡器可以相当于电气中的一个电容器和一个电阻，然后连接到一个电容器的两端网络。在电气学中，这个网络有两个谐振点，其中频率低，频率高。

由于晶体本身的特性，这两个频率之间的距离相当接近。在这个极窄的频率范围内，晶体振动相当于一个电感，所以只要晶体振动的两端并联合适当的电容，就会形成并联谐振电路。

正弦波振荡电路可以通过添加负反馈电路形成。由于晶体振荡等效电感的频率范围狭窄，即使其他组件的参数发生了很大的变化，振荡器的频率也不会发生很大的变化。

晶体振动有一个重要参数，即负载电容值。如果选择与负载电容值相等的并联电容，则晶体振动标称为谐振频率。

一般而言，晶体振荡器的振荡电路将晶体振荡器连接到反相放大器的两端，然后将两个电容器分别连接到晶体振荡器的两端，每个电容器的另一端连接到地面。连接两个电容器的容量值应等于负载电容器。请注意。IC引脚有等效输入电容，这一点不容忽视。

晶体振荡器的容量一般为15个皮或12.5个皮。如果考虑到元件引脚的等效输入电容，最好选择两个22个皮革电容组成晶体振荡电路。