石英晶体振荡器是精度和高稳固度的振荡器，被普遍使用于彩电、盘算机、遥控器等各种振荡电路中，以及通讯体系顶用于频率发作器、为数据处置设置装备摆设孕育发生时钟旌旗灯号和为特定体系供应基准旌旗灯号。
一、石英晶体振荡器的根本道理
1、石英晶体振荡器的构造
石英晶体振荡器是应用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的根本组成大抵是：从一块石英晶体上按方位角切下薄片（简称为晶片，它能够是正方形、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，再加上封装外壳就组成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。其产物普通用金属外壳封装，也有效玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。下图是一种金属外壳封装的石英晶体构造表示图。

2、压电效应
若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会孕育发生机器变形。反之，若在晶片的两侧施加机器压力，则在晶片响应的偏向大将孕育发生电场，这种物理征象称为压电效应。假如在晶片的南北极上加交变电压，晶片就会孕育发生机器振动，同时晶片的机器振动又会孕育发生交变电场。在普通状况下，晶片机器振动的振幅和交变电场的振幅，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅显着，比其他频率下的振幅大得多，这种征象称为压电谐振，它与LC回路的谐振征象类似。它的谐振频率与晶片的切割方法、多少外形、尺寸等有关。
3、标记和等效电路
石英晶体谐振器的标记和等效电路如图2所示。当晶体不振动时，可把它当作一个平板电容器称为静电电容C，它的细与晶片的多少尺寸、电极面积有关，普通约几个PF到几十PF。当晶体振荡时，机器振动的惯性可用电感L吹刃АＦ胀↙的值为几十mH 到几百mH。晶片的弹性可用电容C来等效，C的值很小，普通只要0.0002～0.1pF。晶片振动时因摩擦而形成的消耗用R来等效，它的数值约为 100Ω。因为晶片的等效电感很大，而C很小，R也小，因而回路的质量因数Q很大，可达1000～10000。加上晶片自身的谐振频率根本上只与晶片的切割方法、多少外形、尺寸有关，并且能够做得准确，因而应用石英谐振器构成的振荡电路可取得很高的频率稳固度。

4、谐振频率
从石英晶体谐振器的等效电路可知，它有两个谐振频率，即（1）当L、C、R歧路发作串联谐振时，它的等效阻抗小（即是R）。串联揩振频率用fs示意，石英晶体关于串联揩振频率fs呈纯阻性，（2）当频率高于fs时L、C、R歧路呈理性，可与电容C。发作并联谐振，其并联频率用fd示意。
依据石英晶体的等效电路，可定性画出它的电抗—频率特征曲线如图2e所示。可见当频率低于串联谐振频率fs大概频率高于并联揩振频率fd时，石英晶体呈容性。在fs＜f＜fd极窄的范畴内，石英晶体呈理性。
二、石英晶体振荡器范例特性
石英晶体振荡器是由质量要素高的石英晶体振子（即谐振器和振荡电路构成。晶体的质量、切割取向、晶体振子的构造及电路方式等，配合决议振荡器的功能。电工委员会（IEC）将石英晶体振荡器分为4类：平凡晶体振荡（TCXO），电压节制式晶体振荡器（VCXO），温度赔偿式晶体振荡（TCXO），恒温节制式晶体振荡（OCXO）。当前开展中的另有数字赔偿式晶体损振荡（DCXO）等。
平凡晶体振荡器（SPXO）可孕育发生10^(-5)～10^ (-4)量的频率精度，规范频率1—100MHZ，频率稳固度是±100ppm。SPXO没有应用温度频率赔偿步伐，价钱贵，平日用作微处置器的时钟器件。封装尺寸范畴从21×14×6mm及5×3.2×1.5mm。
电压节制式晶体振荡器（VCXO）的精度是10^(-6)～10^(-5)量，频率范畴1~30MHz。低容差振荡器的频率稳固度是±50ppm。平日用于锁相环路。封装尺寸14×10×3mm。
温度赔偿式晶体振荡器（TCXO）应用温度器件停止温度频率赔偿，频率精度到达10^(-7)～10^(-6)量，频率范畴1—60MHz，频率稳固度为±1～±2.5ppm，封装尺寸从30×30×15mm至11.4×9.6×3.9mm。平日用于手持德律风、蜂窝德律风、双向无线通讯设置装备摆设等。
恒温节制式晶体振荡器（OCXO）将晶体和振荡电路置于恒温箱中，以消弭情况温度变革对频率的影响。OCXO频率精度是10^(-10)至10^(-8)量，对某些使用以至到达高。频率稳固度在四品种型振荡器中高。
三、石英晶体振荡器的重要参数
晶振的重要参数有标称频率，负载电容、频率精度、频率稳固度等。差别的晶振标称频率差别，标称频率多数标明在晶振外壳上。如常用平凡晶振标称频率有： 48kHz、500 kHz、503.5 kHz、1MHz～40.50 MHz等，关于请求的晶振频率可到达1000 MHz以上，也有的没有标称频率，如CRB、ZTB、Ja等系列。负载电容是指晶振的两条引线衔接IC块外部及内部一切有用电容之和，可看作晶振片在电路中串接电容。负载频率差别决议振荡器的振荡频率差别。标称频率雷同的晶振，负载电容纷歧定雷同。由于石英晶体振荡器有两个谐振频率，一个是串联揩振晶振的低负载电容晶振：另一个为并联揩振晶振的高负载电容晶振。以是，标称频率雷同的晶振交换时还需请求负载电容一至，不可以冒然交换，不然会形成电器事情不正常。频率精度和频率稳固度：因为平凡晶振的功能根本都能到达普通电器的请求，关于高等设置装备摆设还需求有的频率精度和频率稳固度。频率精度从10^(-4) 量级到10^(-10)量不等。稳固度从±1到±100ppm不等。这要依据详细的设置装备摆设需求而选择适宜的晶振，如通讯收集，无线数据传输等体系就需求高请求的石英晶体振荡器。因而，晶振的参数决议了晶振的质量和功能。在实践使用中要依据详细请求选择恰当的晶振，因差别功能的晶振其价钱差别，请求越低价格也越贵，普通选择需餍足请求。
四、石英晶体振荡器的开展趋向
1、小型化、薄片化和片式化：为餍足挪动德律风为代表的便携式产物轻、薄、短小的请求，石英晶体振荡器的封装由传统的裸金属外壳覆塑料金属向陶瓷封装变化。比方TCXO这类器件的体积减少了30～100。应用SMD 封装的TCXO厚度缺乏2mm，当前5×3mm尺寸的器件曾经上市。
2、高精度与高稳固度，当前无赔偿式晶体振荡器总精度也能到达±25ppm，VCXO的频率稳固度在10～7℃范畴内普通可达±20～100ppm，而OCXO在统一温度范畴内频率稳固度普通为±0.0001～5ppm，VCXO节制在±25ppm以下。
3、低噪声，高频化，在GPS通讯体系中是不容许频率哆嗦的，相位噪声是表征振荡器频率哆嗦的一个紧张参数。当前OCXO主流产物的相位噪声功能有很大改进。除VCXO外，别的范例的晶体振荡器输入频率不越200MHz。比方用于GSM等挪动德律风的UCV4系列压控振荡器，其频率为650～1700 MHz，电源电压2.2～3.3V，事情电流8～10mA。