什么是晶体振荡器?

  晶体振荡器是一种利用晶体的压电现象,通过将振荡电路结合到晶体谐振器(石英)的机械谐振中来产生恒定频率的装置。

 

晶体以外的振荡电路有LC振荡、CR振荡、使用陶瓷元件的振荡等。在晶体振荡的情况下,可以获得ppm数量级的高精度(严格的质量控制,百万单位中不允许有一个缺陷是可能的),但在其他情况下,晶体振荡仅限于可以容忍的电路1% 的准确度非常好。

晶体可以用作电子电路元件的原因是因为它们具有压电效应。自 19 世纪以来,晶体就有了被用作元件的历史,远早于晶体管和 IC 的发明。

晶体振荡器的应用

晶体振荡器基于晶体的振动,已被用作通信设备的频率信号源、石英表的定时源以及电视机的色同步信号源。近年来,大量被用作数字电路的固定频率时钟源。

时钟参考信号对于IC和LSI(比IC包含更高集成度和复杂电路的集成电路)至关重要,而晶体振荡器具有时钟生成所需的高频率稳定性、无需调整和小尺寸。

因此,晶体振荡器的用途非常广泛,不仅在传统的通信设备、电视机、手表中,而且在卫星通信、汽车、个人电脑、DVD设备等信息家电中也得到广泛应用。

晶振原理

晶体振荡器是一种使用称为石英的谐振器进行参考谐振,并使用振荡电路产生参考频率信号的装置。晶体谐振器利用晶体的压电现象,但仅靠晶体谐振器无法维持谐振频率所需的幅度。

因此,在晶体振荡器中,内部增加了一个额外的振荡电路,利用谐振器的谐振频率来控制参考频率信号的强度和频率。这就是晶体振荡器的工作原理。石英是由石英(Sio2:二氧化硅)制成的,但晶体振荡器中使用的是人造石英。人造水晶是由一种叫做拉斯卡的天然水晶制成的。

Laska被放置在充满碱性溶液的熔炉(高压釜)中,在高温高压下熔化,通过控制温度产生自然对流,从而制造出高纯度的大型人造晶体。将其切成薄片,制成晶体振荡器。