石英晶振的電路組成與設(shè)計(jì)

石英晶振可以分為諧振器和振蕩器兩種不同的類型，石英諧振器具有壓電效應(yīng)，應(yīng)用壓電效應(yīng)制作成的諧振組件可以取代LC 選頻電路；石英振蕩器則具備高精度、高穩(wěn)定度的特點(diǎn)，在彩電、計(jì)算機(jī)、遙控器等設(shè)備中比較常見(jiàn)。

晶振素有數(shù)字電路的心臟之稱，那么石英晶振的電路又有什么特點(diǎn)呢？今天我們YXC揚(yáng)興晶振就分別從石英諧振器的頻率穩(wěn)定度和石英晶振的電路組成與設(shè)計(jì)兩個(gè)方面來(lái)為大家一一解析。

一、石英諧振器的頻率穩(wěn)定度

諧振器沒(méi)有電壓，它的頻率穩(wěn)定度與激勵(lì)電平和負(fù)載電容有關(guān)，

1、激勵(lì)電平

諧振器的激勵(lì)電平有大小之分，使用激勵(lì)功率表示時(shí)取1 -100uW 為佳，其中70 -100uA最佳。

激勵(lì)電平的大小直接影響著諧振器的性能。一般來(lái)講，激勵(lì)電平越小對(duì)諧振器長(zhǎng)期穩(wěn)定越有好處，一旦超過(guò)了某個(gè)數(shù)值就會(huì)產(chǎn)生很多問(wèn)題，例如機(jī)械形變超過(guò)了彈性限度而引起晶格永久性位移導(dǎo)致頻率變化；較強(qiáng)的震動(dòng)使石英片內(nèi)部產(chǎn)生溫度差會(huì)使頻率穩(wěn)定度降低；容易激起寄生震動(dòng)從而使得老化變大等等。

當(dāng)然，激勵(lì)電平也不是越低越好，諧振器的激勵(lì)電平過(guò)低不容易起振，也會(huì)產(chǎn)生信噪比變小的現(xiàn)象，這兩種情況會(huì)降低諧振器的穩(wěn)定度。所以諧振器的激勵(lì)電平要從實(shí)際出發(fā)，不能為了增大輸出而隨意提高。

2、負(fù)載電容

負(fù)載電容太小會(huì)導(dǎo)致微調(diào)率和雜散電容影響增加，負(fù)載諧振電阻增加，以至于諧振器起振困難；電容值太大則產(chǎn)生相反的效果，雜散電容影響減小，微調(diào)率也會(huì)有所下降。換個(gè)思路想想，通過(guò)調(diào)整負(fù)載電容到合適的數(shù)值就可以將振蕩電路的工作頻率調(diào)整到標(biāo)稱值了。

二、石英晶振的電路組成與設(shè)計(jì)

石英振蕩電路的組成部分有電容、負(fù)載特性、電阻、ic和 xtal等等，振蕩電路有很多種不同的形式，但是基本的電路只有并聯(lián)和串聯(lián)兩種，這兩種電路的區(qū)別在于諧振形式，分別為并聯(lián)和串聯(lián)兩種諧振形式。

1、電容

可以根據(jù)用戶的需要來(lái)選擇，一般情況下可以選用傳統(tǒng)或者片式結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，其中選擇適用高頻、低損耗和選用NP0 系列的溫度系數(shù)產(chǎn)品的時(shí)候需要多加留意。

2、負(fù)載特性

振蕩電路負(fù)阻值（絕對(duì)值）比CRTSTAL電阻值( CRYS2TAL ESR/ RR)的3倍更大的時(shí)候可以穩(wěn)定振蕩，這個(gè)規(guī)律也是振蕩電路（不包含CRYSTAL）的負(fù)阻特性(用網(wǎng)絡(luò)頻譜分析儀)。

3、電阻

尺寸和功耗息息相關(guān)，選擇尺寸的時(shí)候要考慮功耗是否滿足要求。

4、IC

IC的選用相對(duì)于其他部分就要寬泛很多，可以根據(jù)實(shí)用的需要任意選用，例如CMOS 反向器IC，專用振蕩IC，大規(guī)模的數(shù)字IC等等。

5、XTAL

XTAL是石英晶體的簡(jiǎn)稱，采購(gòu)XTAL的時(shí)候需要選定合適的封裝和尺寸。

6、PCB

PCB有大面積接地和一點(diǎn)式接地兩種方案，采納哪一種方案還需根據(jù)實(shí)際情況而定。除此之外，PCB還應(yīng)注意EMI 的防護(hù)。

看到這里，大家對(duì)石英晶振的電路組成與設(shè)計(jì)有沒(méi)有更新的認(rèn)識(shí)呢？YXC揚(yáng)興晶振生產(chǎn)的石英晶振在通信系統(tǒng)、安防監(jiān)控等電子產(chǎn)品的振蕩電路中具應(yīng)用十分廣泛，在各類電子產(chǎn)品中為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)提供著穩(wěn)定的頻率和系統(tǒng)振蕩脈沖。