石英晶體振蕩器，一種用于穩(wěn)定頻率和選擇頻率的電子元件。制造晶振的晶體材料，可以是天然的石英材料，也可以人造石英。目前，以人造晶體居多。晶振的作用是利用具有的壓電效應(yīng)來(lái)做數(shù)字電路的頻率基準(zhǔn)。石英諧振器產(chǎn)生的頻率雖然相對(duì)穩(wěn)定，但是受環(huán)境溫度影響，也就是說(shuō)具有溫度敏感性。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，晶體振蕩器利用石英晶體的壓電作用和諧振特性，通過(guò)一個(gè)反饋回路產(chǎn)生穩(wěn)定的電磁振蕩。晶體振蕩器由一個(gè)晶體片、放大器和反饋電路組成。當(dāng)電壓施加在石英晶體上時(shí)，晶體片會(huì)因?yàn)閴弘娦?yīng)而產(chǎn)生機(jī)械振蕩。這種振蕩會(huì)在晶體片中形成電場(chǎng)，產(chǎn)生反向電荷。這些反向電荷會(huì)反過(guò)來(lái)影響晶體片的振蕩，形成一個(gè)封閉的振蕩回路。反饋電路中的電容會(huì)助于調(diào)節(jié)振蕩頻率和補(bǔ)償晶體片的容量變化。通過(guò)調(diào)整放大器的增益，可以在晶體片中產(chǎn)生一個(gè)恒定的振蕩。放大器的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)整后，可以作為精確的時(shí)鐘信號(hào)或參考信號(hào)。

不同類型的晶振在功能上和實(shí)現(xiàn)技術(shù)有所不同：

1.普通晶體振蕩器SPXO。這是一種電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的晶體振蕩器，通常稱為鐘振，沒有“壓控”、“溫度補(bǔ)償”和自動(dòng)增益控制“AGC”部分。輸出頻率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(chǎng)合。

2.溫度補(bǔ)償晶體振蕩器TCXO。

為了解決溫度穩(wěn)定性的問(wèn)題，采用一些溫度補(bǔ)償手段。主要工作原理是通過(guò)溫度敏感元件感應(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(shí)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可以達(dá)到很高的精度，并且能夠適應(yīng)更寬的工作溫度范圍。

3.恒溫晶體振蕩器OCXO

對(duì)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(guò)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。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(jì)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(shí)間才能正常工作等。

4. 壓控晶體振蕩器VCXO

晶振是帶有壓控功能，帶壓控輸入引腳的一類晶振。以上三種類型的晶振都可以帶壓控端口。

晶體振蕩器具有如下特點(diǎn)：

(1)頻率穩(wěn)定性高：由于石英晶體的穩(wěn)定性，晶體振蕩器能夠產(chǎn)生一個(gè)非常穩(wěn)定的頻率信號(hào)，通常頻率穩(wěn)定度可以達(dá)到0.0001%。

(2)頻率精度高：晶體振蕩器能夠在非常緊湊的范圍內(nèi)產(chǎn)生特定的頻率，由于頻率穩(wěn)定性好，所以頻率精度也很高。

(3)容易集成：晶體振蕩器非常小巧，可以輕松地集成到集成電路中。

(4)長(zhǎng)壽命：由于晶體振蕩器沒有活動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，即使長(zhǎng)時(shí)間使用也不容易損壞。

(5)多用途：晶體振蕩器在通訊設(shè)備、計(jì)算機(jī)、電子儀器以及其他電子設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用，可以作為時(shí)鐘信號(hào)、頻率標(biāo)準(zhǔn)以及其他應(yīng)用。

在應(yīng)用方面，晶體振蕩器廣泛應(yīng)用于電子系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等各個(gè)領(lǐng)域。例如，在電子系統(tǒng)中，晶體振蕩器用于提供基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)其他電路;在通信系統(tǒng)中，晶體振蕩器用于提供基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，用于調(diào)制和解調(diào)信號(hào);在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，晶體振蕩器用于提供時(shí)鐘信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)硬盤讀寫頭。