晶振知识锦集

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1、晶振知识锦集（含全球知名晶振厂商简介）晶振概念 石英晶体振荡器，石英谐振器简称为晶振，它是利用具有压 电效应的石英晶体片制成的。 这种石英晶体薄片受到外加交变电场的作用时会产生机械 振动，当交变电场的频率与石英晶体的固有频率相同时，振 动便变得很强烈，这就是晶体谐振特性的反应。利用这种特性，就可以用石英谐振器取代LC（线圈和电容） 谐振回路、滤波器等。由于石英谐振器具有体积小、重量轻、 可靠性高、频率稳定度高等优点，被应用于家用电器和通信 设备中。晶振分类1、按制作材料，分为石英晶振和陶瓷晶振。 石英晶体振荡器定义 是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一 种谐振器件，它的基本结构

2、大致是从一块石英晶体上按一定 方位角切下薄片（简称为晶片，它可以是正方形、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，再加上封装外壳就构成了 石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一 般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。石英晶体振荡器分类 (1)非温度补偿式晶体振荡器。(2)温度补偿晶体振荡器(TCXO ) ( 3 )电压控制晶体振荡器(VCXO ) ( 4 )恒温 控制式晶体振荡器(OCXO )(5)数字化/pp补偿式晶体振 荡器( DCXO/MCXO ) ( 6) 其中，无温度补偿式晶体振荡器是最简单的一种，在日本

3、工 业标准(JIS)中，称其为标准封装晶体振荡器(SPXO) 石英晶体振荡器的应用( 1)石英钟走时准、耗电省、经久耐用为其最大优点。不 论是老式石英钟或是新式多功能石英钟都是以石英晶体振 荡器为核心电路，其频率精度决定了电子钟表的走时精度。( 2)随着电视技术的发展，近来彩电多采用 500kHz 或 503kHz的晶体振荡器作为行、场电路的振荡源，经1/3的 分频得到15625Hz的行频，其稳定性和可靠性大为提高。 面且晶振价格便宜，更换容易。( 3)在通信系统产品中，石英晶体振荡器的价值得到了更 广泛的体现，同时也得到了更快的发展。许多高性能的石英 晶振主要应用于通信网络、无线数据传输、高

4、速数字数据传 输等。陶瓷晶振定义 就是指用陶瓷外壳封装的晶振,跟石英晶振比起来精度要差 一些,但成本也比较低,主要用在对频率精度要求不高的电子 产品中。2、按外形，分为长方形晶振、圆柱形晶振、椭圆形晶振。3、按封装形式，分为玻璃真空密封型晶振、金属壳封装型 晶振、陶瓷封装型晶振、塑料壳封装型晶振。4、按照封装形式还可以分为贴片和直插。5、按谐振频率精度，分为高精度型、中精度型和普通型晶 振。6、按应用特性，分为串联谐振型晶振和并联谐振型晶振。 串联谐振型晶振 串联谐振型晶振的负载电容较小，属于低负载电容型晶振; 串联谐振型晶振只能在低负载电容的条件下，或者说只能在串联型振荡电路中使用； 由于晶

5、振是与负载电容串联形成谐振，所以可通过微调负载电容，把振荡频率精确地调到标准值。并联谐振型晶振 并联谐振型晶振的负载电容很大，属于高负载电容型晶振; 并联谐振型晶振只能在高负载电容的条件下，或者说只能 在并联型振荡电路中使用; 并联型振荡电路的振荡频率不可调，这就要求并联谐振型晶振的精度更高、性能更稳定、谐振频率更精准。7、按晶振的功能和实现技术的不同，分为温度补偿晶振（TCXO）压控晶振（VCXO）普通晶振（SPXO）恒温晶振（ocxo）温度补偿晶体振荡器（ TCXO） 是通过附加的温度补偿电路使由周围温度变化产生的振荡 频率变化量削减的一种石英晶体振荡器。石英晶体振子频率 温度漂移的补偿方

6、法主要有直接补偿和间接补偿两种类型。应用：测试设备。频率范围：1MHz-160MHz。电压控制晶体振荡器（ VcxO） 是通过施加外部控制电压使振荡频率可变或是可以调制的 石英晶体振荡器。在典型的VCXO中，通常是通过调谐电压 改变变容二极管的电容量来“牵引”石英晶体振子频率的。主 要应用：移频直放站、测试设备、蜂窝基站。频率范围： 1MHz-200MHz 。恒温控制晶体振荡器（ OCXO） 是利用恒温槽使晶体振荡器或石英晶体振子的温度保持恒 定，将由周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量削减到 最小的晶体振荡器oOCXO主要用于移动通信基地站、国防、 导航、频率计数器、频谱和网络分析仪等设备

7、、仪表中。频 率范围： 1MHz160 MHz 。8、按照晶振电路组成，分为有源晶振和无源晶振。 无源晶振为 crystal （晶体） 无源晶振需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法 振荡起来，所以“无源晶振”这个说法并不准确；无源晶振只 有两个引脚，没有所谓的正负极。有源晶振则叫做oscillator （振荡器）有源晶振是一个完整的谐振振荡器，有源晶振需要接电源才 能工作，一般有四个引脚，其中有两个电源输入引脚，有正 负极之分。9、电子钟表中的晶振，按石英晶片的形状分为低频音叉型 和高频圆薄片型。加工流程图归纳总结为 10 大步骤：1、定向。2、镀膜。3、点胶。4、 微调。5、外观印字

8、。6、 测试。7、老化。8、封焊。9、包 装。10、入库。10 大步骤释义相关术语1、标称频率晶振是一种频率元器件，每一款晶振都有自己的频率。频率 通常会标识在产品外壳上,进口晶振品牌则会有品牌的 logo 标识又或字母代替。2、温度频差在规定条件下，在工作温度范围内相对于基准温度（2529） 时工作频率的允许偏差。3、工作频率晶体与工作电路共同产生的频率。 4、调整频 差在规定条件下，基准温度（2529 ）时工作频率相对于标 称频率所允许的偏差。5、负载谐振频率(fL )在规定条件下，晶体与一负载电容相串联或相并联，其组合 阻抗呈现为电阻性时的两个频率中的一个频率.在串联负载 电容时，负载谐

9、振频率是两个频率中较低的一个,在并联负载 电容时，则是两个频率中较高的一个。6、动态电阻串联谐振频率下的等效电阻。用R1表示。7、负载谐振电阻在负载谐振频率时呈现的等效电阻。用 RL 表示.RL 二 R1 ( 1+C0/CL ) 28、激励电平晶体工作时所消耗功率的表征值。激励电平可选值有：2mW、1mW、0.5mW、0.2mW、O.lmW、50pW、20pW、10pW、 1pW、O.1pW 等。9、基频在振动模式最低阶次的振动频率。10、老化率在规定条件下，晶体工作频率随时间而允许的相 对变化。以年为时间单位衡量时称为年老化率。11、静电容等效电路中与串联臂并接的电容，也叫并电容， 通常用

10、C0 表示。12、负载电容与晶体一起决定负载谐振频率fL的有效外界电容，通常用CL表示。负载电容系列是：8PF、12PF、15PF、20PF、 30PF、50PF、1OOP。只要可能就应选推荐值：1OPF、20PF、 30PF、50PF、1OOPF。32.768K晶振常用的负载电容为12.5PF，6PF，9PF 等。13、泛音：晶体振动的机械谐波 泛音频率与基频频率之比接近整数倍但不是整数倍，这是它 与电气谐波的主要区别。泛音振动有 3次泛音，5次泛音，7 次泛音，9 次泛音等。选型五要素1、输出频率 任何振荡器最基本的属性都是它生成的频率。根据定义，振 荡器是接受输入电压（通常为直流电压）并

11、在某一频率下产生 重复交流输出的器件。所需的频率由系统类型和如何使用该 振荡器所决定。一些应用需要 kHz 范围内的低频晶体。一个常见的例子是32.768 kHz手（钟）表晶体。但是大多数当前的应用需要更 高频率的晶体，范围从小于10MHz到大于100MHz。2、频率稳定性和温度范围 所需的频率稳定性由系统要求确定。振荡器的稳定性可简单 地表述为：由于某些原因引起的频率变化除以中心频率。（即： 稳定性二频率变化一中心频率）3、输入电压和功率 任何类型的晶振通常都可以被设计为利用系统中已有的 DC 输入电源电压来操作。 在数字系统中，通常希望使用与振 荡器将驱动的系统中的逻辑器件所使用的电压相匹

12、配的电 压来驱动晶振，以便逻辑电平是直接兼容的。+3.3V或+5V 是这些数字单元的典型输入。具有较高功率输出的其它器件 可以使用较高电压，例如+12V或+15V。另一个考虑因素是 为器件供电所需的电流量oXO或TCXO可能只需要几mA , 因此在低电压系统中，其功耗可以小于 0.01W 。另一方面， 在上电时，一些OCXO可以需要5W或6Wo4、输出波形然后要选择输岀波形以匹配振荡器将在系统中驱动的负载。 最常见的输岀之一是CMOS以驱动逻辑电平输入。 CMOS输岀将是在地电位和系统的Vdd轨之间摆动的方波。 对于高于约100MHz的较高频率，通常使用差分方波。这些 振荡器具有两个 180异

13、相的输岀、具有快速上升和下降时间 以及非常小的抖动。最通用的类型是LVPECL和LVDS。如 果振荡器用于驱动RF组件、如混频器或其它具有50Q输入 阻抗的器件，则通常会指定某个功率级别的正弦波输岀。产 生的输岀功率通常在0dBm到+13dBm（1mW到20mW）之间， 尽管如果需要可以输岀更高功率。5、封装尺寸和外形基于振荡器类型和规格，对晶振封装的要求将大相径庭。简 单的时钟振荡器和一些TCXO可以装在小到1.2x2.5mm2 的封装中；而一些OCXO可以大到50x50mm2,对某些特 定设计，甚至可更大。虽然一些通孔封装如双列直插式4或 14引脚类型仍然用于较大的部件（如 OCXO或专用

14、TCXO）,但大多数当前设计使用表贴封装。这些表贴配置可以是密封的陶瓷封装，或基于FR-4的、具有用于I/O的建构的组件。总结器件选型时一般都要留出一些余量，以保证产品的可靠 性。选用较高档的器件可以进一步降低失效概率，带来潜在 的效益，这一点在比较产品价格的时候也要考虑到。要使振 荡器的“整体性能”趋于平衡、合理，这就需要权衡诸如稳定 度、工作温度范围、晶体老化效应、相位噪声、成本等多方 面因素，这里的成本不仅仅包含器件的价格，而且包含产品 全寿命的使用成本。检测五技巧1、用万用表（RxIOk挡）测晶振两端的电阻值，若为无穷大，说明晶振无短路或漏电；再将试电笔插入市电插孔内，用手 指捏住晶振

15、的任一引脚，将另一引脚碰触试电笔顶端的金属 部分，若试电笔氖泡发红，说明晶振是好的；若氖泡不亮， 则说明晶振损坏。2、用数字电容表（或数字万用表的电容档）测量其电容，一般损坏的晶振容量明显减小（不同的晶振其正常容量具有 一定的范围）3、贴近耳朵轻摇，有声音就一定是坏的（内部的晶体已经 碎了，还能用的话频率也变了）4、测试输出脚电压。一般正常情况下，大约是电源电压的 一半。因为输出的是正弦波（峰峰值接近源电压），用万用 表测试时，就差不多是一半啦。5、用代换法或示波器测量。 那么如何用万用表测量晶振是 否起振？ 可以用万用表测量晶振两个引脚电压是否是芯片 工作电压的一半，比如工作电压是5V则测岀的是否是2.5V 左右。另外如果用镊子碰晶体另外一个脚，这个电压有明显 变化，证明是起振了的。不起振 10大问题汇总1、物料参数选型错误导致晶振不起振例如：某MCU需要匹配6PF的32.768KHZ，结果选用12.5PF 的，导致不起振。解决办法：更换符合要求的规格型号。必要时请与MCU原 厂确认。2、内部水晶片破裂或损坏导致不起振 例如：运输过程中损坏、或者使用过程中跌落、撞击等因素 造成晶振内部水晶片损坏，从而导致晶振不起振。解决办法：更换好的晶振。平时需要注意的是：运输过程中 要用泡沫包厚一些，避免中途损坏;制程过程中避免跌落、重 压、撞击等，一旦有以上情况发生禁止再使用。3、振荡电