晶体振荡器的基本工作原理及作用是什么，晶体振荡器的基本工作原理及作用

很多朋友对晶体振荡器的基本工作原理及作用是什么，晶体振荡器的基本工作原理及作用不是很了解，艾巴小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

晶体振荡器是利用晶体作为选频元件来获得逆压电效应的电子振荡器。它利用具有压电特性的振动晶体的机械共振来获得高精度频率的电信号。晶体振荡器被认为优于陶瓷谐振器，因为它们具有更高的稳定性、更高的质量、更低的成本和更小的尺寸。下面简单介绍一下晶振相关的专业术语，供大家参考。1.谐振频率

在晶体谐振器的谐振特性中，谐振频率是两点阻抗变为电阻时的较低频率点。图。晶体谐振器的谐振特性阻抗z成为电阻元件时两点之间的频率。在这两点上，相位为0。频率较低的点称为共振频率。另一点叫做反共振频率。2.等效电路下图显示了由电阻、电感和电容组成的晶体谐振器的谐振特性。R1在等效电路中称为等效串联电阻，是晶体谐振器的一个重要特性。

3.等效串联电阻(R1)晶体谐振器等效电路串联支路中的电阻。4.负载电容(Cs)使晶体谐振器具有负载谐振频率的电容。在实际振荡电路中，连接晶体谐振器的实际电容是由外部负载电容、IC杂散和PCB产生的。也可以用下面的公式计算：5。负载谐振频率(fL)

负载谐振频率是晶体谐振器中串联连接的负载电容器的谐振频率，其高于谐振频率。由于晶体谐振器规格中实际值和额定值之间的电容差异，实际振荡频率和额定振荡频率之间存在频率差异。以下公式也可用于计算：6。张力敏感性。

上图显示了负载电容变化引起的负载谐振频率(fL)偏移。图中每个点的斜率就是拉力灵敏度。见下图。当负载电容为6pF时，拉灵敏度为-17ppm/pF。(负载电容变化1pF时，频移为17ppm)。也可以用下面的公式计算：7。导纳圆。

下图显示了以导纳平面坐标(电导-电纳)绘制的晶体谐振器的谐振特性。因为画成了圆，所以叫导纳圆。当频率低于谐振频率时，导纳接近原点。当频率增加时，导纳顺时针画圆。8.振荡裕度

即振荡停止的裕量，这也是振荡电路中zui的一个重要术语。振荡裕量取决于组成振荡电路的元件(晶体谐振器、MCU、电容和电阻)。Murata建议保持5倍或更多的振荡余量。更多详情请关注本系列第二讲。9.负电阻(-R)

负阻是用阻抗表示的振荡电路的信号放大能力。因为它的作用与电阻相反，所以是负的。负阻高，值小，说明振荡电路的放大能力低。振荡电路中的负阻取决于CMOS反相器的特性、反馈电阻、阻尼电阻和外部负载电容。10.驱动力

驱动功率指的是振荡电路中晶体谐振器的功耗。它不仅取决于晶体谐振器的等效串联电阻，还取决于组成振荡电路的元件(MCU、电容和电阻)。当驱动功率过大时，频率-时间性能会出现异常。在设计振荡电路时，zui可以检查驱动功率。11.C-MOS反相器C-MOS是一种互补型MOS，它构成了一个互连的P型和N型MOSFET。在下图中，它作为一个反相器(逻辑反相器电路不是)。12.振荡电路

在采用C-MOS反相器或晶体管的放大电路中，所谓的“振荡电路”就是将输出连接到输入，以便连续放大反馈。只有通过晶体谐振器的反馈，谐振频率的信号才能被选择和放大。13.其他术语电路匹配组成电路的元件组合(C-MOS反相器、晶体谐振器、电阻和外部负载电容)会改变振荡特性。因此，需要形成合适的电容组合，以获得强大的振荡电路。这种检查和调整也称为电路匹配。

标称频率标称频率是指晶体谐振器制造商指定的晶体谐振器频率。必须知道，由于MCU、PCB和外部负载电容的差异，实际振荡频率会偏离标称频率。频率容差是指振荡频率超过工作环境允许偏差的频率范围。通常根据标称频率用ppm表示。反馈电阻

在振荡电路中，反馈电阻与C-MOS反相器并联。它可以集成在MCU上。它的作用是平衡逆变器I/O之间的DC电压，而逆变器将起到放大器的作用。当反馈电阻没有集成在MCU上时，使用1m作为外部反馈电阻是非常好的。阻尼电阻

振荡电路中C-MOS反相器的输出端使用阻尼电阻。它的作用是减小振荡幅度，从而降低功率。另一方面，一定要注意振荡裕度，因为阻尼电阻过大会导致振荡停止。通常阻尼电阻的使用范围是0 ~ 2k，具体取决于单片机的特性。外部负载电容

外部负载电容用于将逆变器的输入和输出端接地。它是直接影响负电阻和振荡频率的重要元件。这些电容在CERALOCK中被称为“负载电容”。另一方面，在晶体谐振器中，它被称为“外部负载电容”，以区别于负载电容“Cs”。通常，两个相同的电容用作外部负载电容。5到10pF适合作为外部负载电容，这将取决于MCU的特性和安装基板的寄生电容。回顾唐子红

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