石英晶體諧振器的功能是鎖定電路的振蕩頻率，在電子電路中得到廣泛使用。優(yōu)秀的電路設計及周邊元件配置，可以使晶體諧振器工作在良好的狀態(tài)，客戶電路的頻率穩(wěn)定度也會得到更好的保證。石英晶振分為有源的晶體振蕩器和無源的晶體諧振器兩種。
晶體振蕩器也稱為有源晶振 (Oscillator, OSC, XO)，只要電路提供直流電源電壓即可輸出振蕩波形和頻率。晶體諧振器也稱無源晶振 (Crystal, X’tal)，需要電路里IC提供激勵才能產生振蕩。 如何才能讓電路與晶體諧振器達到良好的匹配工作狀態(tài)，電路設計工程師需要關注哪些內容呢？晶振廠商應達利帶您深入了解以下幾點：

• 振蕩電路提供給晶體的負性阻抗
• 振蕩電路給予晶體的激勵功率
• 振蕩電路的工作頻率

振蕩電路的負性阻抗為了保證振蕩電路能夠在足夠短的時間內可靠起振，需要電路的負性阻抗-R足夠大。-R越大，振蕩器越容易起振，起振的時間也越短。晶體振蕩電路的負性阻抗主要是整個振蕩回路的增益gm來決定：根據 IEC60444-6 的說明及建議，振蕩回路的負阻在大于或等于晶體Rr的3倍時，振蕩回路的增益就可使振蕩電路工作；若-R低于3倍時，會出現振蕩電路與石英諧振器的匹配不良，容易出現不起振或振蕩不穩(wěn)定、間歇起振、振蕩啟動時間延長等問題。一般電路的負性阻抗-R能夠達到5倍或以上，更利于電路的起振及頻率的穩(wěn)定。振蕩電路的激勵功率當電路通電，IC工作信號注入晶體，驅使晶體諧振器振蕩時，內部的石英晶片會產生機械振蕩，由于晶片的變形、震動和內部摩擦等，將會產生一些損耗。如果激勵強度過小，容易出現起振困難，且信號的信噪比較差；而激勵強度過大時，可能引起晶體的不可逆損壞。使用高頻電流探頭測試流過晶體電流Ix的有效值，可以算出電路給予晶體的激勵功率DL ：DL=I²*RL ， RL=Rr*(1+Co/Cpcb)2Rr 是晶振的諧振阻抗，Co是晶振的靜態(tài)電容，Cpcb是電路對晶體的負載電容。一般情況下，減小Cg，Cd或者增大Rd就可以降低電路的激勵功率。驅動功率DL的合理范圍：MHz DL=1~100uW；KHz DL<1uW

振蕩電路的輸出頻率晶體振蕩電路的作用是提供振蕩頻率，那么如何才能獲得期望的輸出頻率呢？晶體諧振器在電路里的輸出頻率，是受到電路等效負載電容影響的，只有當振蕩電路PCB 板上有效負載電容Cpcb，等于晶體諧振器的負載電容CL時，晶體工作時的條件才會與晶體供貨商的負載相同，電路的輸出頻率才是晶體的負載諧振頻率，此時可得出最理想的輸出頻率Fpcb： Fpcb=Fr*(1+C1/(2*(Co+Cpcb)))，  Fr=1/(2*π*Sqrt(C1*L1))振蕩電路的PCB 板上有效負載電容C_pcb計算公式是：C_pcb= C1×C2/(C1+C2)+CsCs是 PCB 的雜散電容的總和：主要是由PCB的分布電容和 IC 內部的結電容構成，對晶體的振動頻率及電路振蕩穩(wěn)定性有著極大的影響。

總之，當振蕩電路的基本結構確定后，電路設計時工程師需要對電路的負性阻抗、激勵功率、在板頻率輸出進行確認，通過對 C1、C2、Rd 的優(yōu)化調節(jié)，得到理想晶體振蕩電路設計，使振蕩電路與晶體諧振器達成完美的匹配，消除潛在的不良因素，獲得穩(wěn)定的頻率輸出。了解更多，歡迎咨詢應達利電子集團，應達利專業(yè)研發(fā)、生產和銷售高精度、小尺寸石英晶體諧振器、石英晶體振蕩器等頻率元器件，主營產品包含自主封裝材料SMCM系列、熱敏晶體THR系列、32.768KHz低頻音叉晶體、溫補鐘振TCXO、壓控鐘振VCXO、CMOS/LVDS/LVPECL輸出鐘振、可編程振蕩器等，晶振尺寸小至1.2 X 1.0mm，大至5.0 X 3.2mm，頻率范圍涵蓋32.768KHz ~ 200MH，可達0.5ppm高精度。應達利晶振產品已廣泛應用于5G、智能家居、智能穿戴、消費電子、汽車電子（符合AEC-Q200）、通訊產業(yè)、醫(yī)療電子、安防行業(yè)、工業(yè)設備等行業(yè)。