石英晶体若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应，晶振就是根据压电效应研制而成。如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。
提问者：bangbanghoutai 浏览次数：1539 提问时间：2007-12-08 15:55
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目录
∙1、石英晶体振荡器的结构
∙2、压电效应
∙3、符号和等效电路
∙4、谐振频率
∙5、石英晶体振荡器类型特点
∙6、石英晶体振荡器的主要参数
∙7、石英晶体振荡器的发展趋势
∙8、石英晶体振荡器的应用
1、石英晶体振荡器的结构
编辑本段
石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本构成大致是：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。下图是一种金属外壳封装的石英晶体结构示意图。
2、压电效应
编辑本段
若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形。反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。
3、符号和等效电路
编辑本段
石英晶体谐振器的符号和等效电路如图2所示。当晶体不振动时，可把它看成一个平板电容器称为静电电容C，它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关，一般约几个PF到几十PF。当晶体振荡时，机械振动的惯性可用电感L来等效。一般L的值为几十mH 到几百mH。晶片的弹性可用电容C来等效，C的值很小，一般只有0.0002~0.1pF。晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R来等效，它的数值约为100Ω。由于晶片的等效电感很大，而C很小，R也小，因此回路的品质因数Q很大，可达1000~10000。加上晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关，而且可以做得精确，因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定度。
4、谐振频率
编辑本段
从石英晶体谐振器的等效电路可知，它有两个谐振频率，即（1）当L、C、R支路发生串联谐振时，它的等效阻抗最小（等于R）。串联揩振频率用fs表示，石英晶体对于串联揩振频率fs呈纯阻性，（2）当频率高于fs时L、C、R支路呈感性，可与电容C。发生并联谐振，其并联频率用fd表示。
根据石英晶体的等效电路，可定性画出它的电抗-频率特性曲线如图2e所示。可见当频率低于串联谐振频率fs或者频率高于并联揩振频率fd时，石英晶体呈容性。仅在fs＜f＜fd极窄的范围内，石英晶体呈感性。
5、石英晶体振荡器类型特点
编辑本段
石英晶体振荡器是由品质因素极高的石英晶体振子（即谐振器和振荡电路组成。晶体的品质、切割取向、晶体振子的结构及电路形式等，共同决定振荡器的性能。国际电工委员会（IEC）将石英晶体振荡器分为4类：普通晶体振荡（TCXO），电压控制式晶体振荡器（VCXO），温度补偿式晶体振荡（TCXO），恒温控制式晶体振荡（OCXO）。目前发展中的还有数字补偿式晶体损振荡（DCXO）等。
普通晶体振荡器（SPXO）可产生10^(-5)~10^(-4)量级的频率精度，标准频率1-100MHZ，频率稳定度是±100ppm。SPXO没有采用任何温度频率补偿措施，价格低廉，通常用作微处理器的时钟器件。封装尺寸范围从21×14×6mm及5×3.2×1.5mm。
电压控制式晶体振荡器（VCXO）的精度是10^(-6)~10^(-5)量级，频率范围1~30MHz。低容差振荡器的频率稳定度是±50ppm。通常用于锁相环路。封装尺寸14×10×3mm。
温度补偿式晶体振荡器（TCXO）采用温度敏感器件进行温度频率补偿，频率精度达到10^(-7)~10^(-6)量级，频率范围1-60MHz，频率稳定度为±1~±2.5ppm，封装尺寸从30×30×15mm至11.4×9.6×3.9mm。通常用于手持电话、蜂窝电话、双向无线通信设备等。
恒温控制式晶体振荡器（OCXO）将晶体和振荡电路置于恒温箱中，以消除环境温度变化对频率的影响。OCXO频率精度是10^(-10)至10^(-8)量级，对某些特殊应用甚至达到更高。频率稳定度在四种类型振荡器中最高。
6、石英晶体振荡器的主要参数
编辑本段
晶振的主要参数有标称频率，负载电容、频率精度、频率稳定度等。不同的晶振标称频率不同，标称频率大都标明在晶振外壳上。如常用普通晶振标称频率有：48kHz、500 kHz、503.5 kHz、1MHz~40.50 MHz等，对于特殊要求的晶振频率可达到1000 MHz以上，也有的没有标称频率，如CRB、ZTB、Ja等系列。负载电容是指晶振的两条引线连接IC块内部及外部所有有效电容之和，可看作晶振片在电路中串接电容。负载频率不同决定振荡器的振荡频率不同。标称频率相同的晶振，负载电容不一定相同。因为石英晶体振荡器有两个谐振频率，一个是串联揩振晶振的低负载电容晶振：另一个为并联揩振晶振的高负载电容晶振。所以，标称频率相同的晶振互换时还必须要求负载电容一至，不能冒然互换，否则会造成电器工作不正常。频率精度和频率稳定度：由于普通晶振的性能基本都能达到一般电器的要求，对于高档设备还需要有一定的频率精度和频率稳定度。频率精度从10^(-4)量级到10^(-10)量级不等。稳定度从±1到±100ppm不等。这要根据具体的设备需要而选择合适的晶振，如通信网络，无线数据传输等系统就需要更高要求的石英晶体振荡器。因此，晶振的参数决定了晶振的品质和性能。在实际应用中要根据具体要求选择适当的晶振，因不同性能的晶振其价格不同，要求越高价格也越贵，一般选择只要满足要求即可。
7、石英晶体振荡器的发展趋势
编辑本段
1、小型化、薄片化和片式化：为满足移动电话为代表的便携式产品轻、薄、短小的要求，石英晶体振荡器的封装由传统的裸金属外壳覆塑料金属向陶瓷封装转变。例如TCXO这类器件的体积缩小了30~100倍。采用SMD封装的TCXO厚度不足2mm，目前5×3mm尺寸的器件已经上市。
2、高精度与高稳定度，目前无补偿式晶体振荡器总精度也能达到±25ppm，VCXO的频率稳定度在10~7℃范围内一般可达±20~100ppm，而OCXO在同一温度范围内频率稳定度一般为±0.0001~5ppm，VCXO控制在±25ppm以下。
3、低噪声，高频化，在GPS通信系统中是不允许频率颤抖的，相位噪声是表征振荡器频率颤抖的一个重要参数。目前OCXO主流产品的相位噪声性能有很大改善。除VCXO外，其它类型的晶体振荡器最高输出频率不超过200MHz。例如用于GSM等移动电话的UCV4系列压控振荡器，其频率为650~1700 MHz，电源电压2.2~3.3V，工作电流8~10mA。
4、低功能，快速启动，低电压工作，低电平驱动和低电流消耗已成为一个趋势。电源电压一般为3.3V。目前许多TCXO和VCXO产品，电流损耗不超过2 mA。石英晶体振荡器的快速启动技术也取得突破性进展。例如日本精工生产的VG-2320SC型VCXO，在±0.1ppm规定值范围条件下，频率稳定时间小于4ms。日本东京陶瓷公司生产的SMD TCXO，在振荡启动4ms后则可达到额定值的90%。OAK公司的10~25 MHz的OCXO产品，在预热5分钟后，则能达到±0.01 ppm的稳定度。
8、石英晶体振荡器的应用
编辑本段
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。石英晶体振荡器原理的示意如图3所示，其中V1和V2构成CMOS反相器石英晶体Q与振荡电容C1及微调电容C2构成振荡系统，这里石英晶体相当于电感。振荡系统的元件参数确定了振频率。一般Q、C1及C2均为外接元件。另外R1为反馈电阻，R2为振荡的稳定电阻，它们都集成在电路内部。故无法通过改变C1或C2的数值来调整走时精度。但此时我们仍可用加接一只电容C有方法，来改变振荡系统参数，以调整走时精度。根据电子钟表走时的快慢，调整电容有两种接法：若走时偏快，则可在石英晶体两端并接电容C，如图4所示。此时系统总电容加大，振荡频率变低，走时减慢。若走时偏慢，则可在晶体支路中串接电容C。如图5所示。此时系统的总电容减小，振荡频率变高，走时增快。只要经过耐心的反复试验，就可以调整走时精度。因此，晶振可用于时钟信号发生器。
2、随着电视技术的发展，近来彩电多采用500kHz或503 kHz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、高速数字数据传输等
石英晶体振荡器是利用石英晶体（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。 石英晶体的压电效应：若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形。反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应。注意，这种效应是可逆的。如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。 晶振在电气上可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率为串联谐振，较高的频率为并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为电感的频率范围很窄，所以即使其他元件的参数变化很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变化。 晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。 一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器（注意是放大器不是反相器）的两端接入晶振，再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地，这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容，请注意一般IC的引脚都有等效输入电容，这个不能忽略。 一般的晶振的负载电容为15p或12.5p ，如果再考虑元件引脚的等效输入电容，则两个22p的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。 晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。无源晶振与有源晶振（谐振）的英文名称不同，无源晶振为crystal（晶体），而有源晶振则叫做oscillator（振荡器）。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；有源晶振是一个完整的谐振振荡器。 石英晶体振荡器与石英晶体谐振器都是提供稳定电路频率的一种电子器件。石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应来起振，而石英晶体谐振器是利用石英晶体和内置IC共同作用来工作的。振荡器直接应用于电路中，谐振器工作时一般需要提供3.3V电压来维持工作。振荡器比谐振器多了一个重要技术参数：谐振电阻（RR），谐振器没有电阻要求。RR的大小直接影响电路的性能，因此这是各商家竞争的一个重要参数。
无源晶体与有源晶振的区别、应用范围及用法：
1、无源晶体——无源晶体需要用DSP片内的振荡器，在datasheet上有建议的连接方法。无源晶体没有电压的问题，信号电平是可变的，也就是说是根据起振电路来决定的，同样的晶体可以适用于多种电压，可用于多种不同时钟信号电压要求的DSP，而且价格通常也较低，因此对于一般的应用如果条件许可建议用晶体，这尤其适合于产品线丰富批量大的生产者。无源晶体相对于晶振而言其缺陷是信号质量较差，通常需要精确匹配外围电路（用于信号匹配的电容、电感、电阻等），更换不同频率的晶体时周边配置电路需要做相应的调整。建议采用精度较高的石英晶体，尽可能不要采用精度低的陶瓷警惕。
2、有源晶振——有源晶振不需要DSP的内部振荡器，信号质量好，比较稳定，而且连接方式相对简单（主要是做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需要复杂的配置电路。有源晶振通常的用法：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差，而且价格高。对于时序要求敏感的应用，个人认为还是有源的晶振好，因为可以选用比较精密的晶振，甚至是高档的温度补偿晶振。有些DSP内部没有起振电路，只能使用有源的晶振，如TI 的6000系列等。有源晶振相比于无源晶体通常体积较大，但现在许多有源晶振是表贴的，体积和晶体相当，有的甚至比许多晶体还要小。
几点注意事项：
1、需要倍频的DSP需要配置好PLL周边配置电路，主要是隔离和滤波；
2、20MHz以下的晶体晶振基本上都是基频的器件，稳定度好，20MHz以上的大多是谐波的（如3次谐波、5次谐波等等），稳定度差，因此强烈建议使用低频的器件，毕竟倍频用的PLL电路需要的周边配置主要是电容、电阻、电感，其稳定度和价格方面远远好于晶体晶振器件；
3、时钟信号走线长度尽可能短，线宽尽可能大，与其它印制线间距尽可能大，紧靠器件布局布线，必要时可以走内层，以及用地线包围；
4、通过背板从外部引入时钟信号时有特殊的设计要求，需要详细参考相关的资料。
此外还要做一些说明：
总体来说晶振的稳定度等方面好于晶体，尤其是精密测量等领域，绝大多数用的都是高档的晶振，这样就可以把各种补偿技术集成在一起，减少了设计的复杂性。试想，如果采用晶体，然后自己设计波形整形、抗干扰、温度补偿，那样的话设计的复杂性将是什么样的呢？我们这里设计射频电路等对时钟要求高的场合，就是采用高精度温补晶振的，工业级的要好几百元一个。
特殊领域的应用如果找不到合适的晶振，也就是说设计的复杂性超出了市场上成品晶振水平，就必须自己设计了，这种情况下就要选用晶体了，不过这些晶体肯定不是市场上的普通晶体，而是特殊的高端晶体，如红宝石晶体等等。
更高要求的领域情况更特殊，我们这里在高精度测试时采用的时钟甚至是原子钟、铷钟等设备提供的，通过专用的射频接插件连接，是个大型设备，相当笨重。
、 晶振：即所谓石英晶体谐振器和石英晶体时钟振荡器的统称。不过由于在消费类电子产品中，谐振器用的更多，所以一般的概念中把晶振就等同于谐振器理
解了。后者就是通常所指钟振。
2、 分类。首先说一下谐振器。
谐振器一般分为插件（Dip）和贴片（SMD）。插件中又分为HC-49U、HC-49U/S、音叉型（圆柱）。HC-49U一般称49U，有些采购俗称 “高型”，而HC-49U/S一般称49S，俗称“矮型”。音叉型按照体积分可分为3*8，2*6，1*5，1*4等等。贴片型是按大小和脚位来分类。例如7*5（0705）、6*3.5（0603），5*3.2（5032）等等。脚位有4pin和2pin之分。
而振荡器也是可以分为插件和贴片。插件的可以按大小和脚位来分。例如所谓全尺寸的，又称长方形或者14pin，半尺寸的又称为正方形或者8pin。不过要注意的是，这里的14pin和8pin都是指振荡器内部核心IC的脚位数，振荡器本身是4pin。而从不同的应用层面来分，又可分为OSC(普通钟振)， TCXO（温度补偿），VCXO（压控），OCXO（恒温）等等。
3、 基本术语。我想这也是很多采购同学比较模糊的地方。这里我选了一些常用的谐振器术语拿来做一下解释。
Frequency Tolerance（调整频差）：在规定条件下，在基准温度（25±2℃）与标称频率允许的偏差。一般用PPm（百万分之）表示。
Frequency Stability(温度频差)：指在规定的工作温度范围内，与标称频率允许的偏差。用PPm表示。
Aging（年老化率）：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。
Shunt Capacitance（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C0表示。
Load Capacitance（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。
一般最关注的参数有2个，即调整频差，负载电容。有一部分对温度频差有要求。如果工作温度范围比较广，则会对工作温度范围有所要求，即所谓宽温。
4、选用。主要讲讲谐振器。理论上来说，只要参数确定，选任何一种型号都是可以正常使用的。例如49U和49S替换，49S和圆柱以及和贴片替换，都是没有问题的。但在实际选择中会根据电路特点，成本以及便利性来考量和选择。一般来说，简单的应用中主要都是从成本在考虑。但是有些产品或者电路会对晶振的等效电阻，激励功率等等提出要求，所以就会在不同的型号中加以选择。另外，贴片则主要是为了适应产品日益小型化和提高生产效率的要求。听到有些采购朋友说，只能选49S而不能用49U或者反之，这是一个小误区。呵呵。
而钟振的选择则主要决定产品电路的特性的要求，一般来说钟振在精密性以及需要达到相关应用的要求会更好。例如手机，通信机站，卫星等等
参考链接：http://www.picavr.com/news/2009-11/1755.htm
Oscillation Circuit Design Overview
Oscillation Circuit Design Key Parameters
DRIVE LEVEL (DL), OSCILLATION FREQUENCY AND LOAD CAPACITANCE (CL),
OSCILLATION ALLOWANCE, FREQUENCY-TEMPERATURE CURVE
DRIVE LEVEL (DL)
The drive level of a crystal unit is shown by the level of the operating power or the current consumption (see Figures 9,10, and 11). Operating the crystal unit at an excessive power level will result in the degradation of its characteristics, which may cause frequency instability or physical failure of the crystal chip. Design your circuit within absolute maximum drive level.
OSCILLATION FREQUENCY AND LOAD CAPACITANCE (CL)
The load capacitance (CL) is a parameter for determining the frequency of the oscillation circuit. The CL is represented by an effective equivalent capacitance that is loaded from the oscillation circuit to both ends of the crystal unit (see Figure 12).
The oscillation frequency varies depending upon the load capacitance of the oscillation circuit. In order to obtain the desirable frequency accuracy, matching between the load capacitances of the oscillation circuit and the crystal unit is required. For the use of the crystal unit, match the load capacitances of the oscillation circuit with the load capacitances of the crystal unit.
OSCILLATION ALLOWANCE
To ensure stable oscillation, the negative resistance of the circuit should be significantly larger than the equivalent series resistance (the oscillation allowance is large). Ensure that the oscillation allowance is at least five times as large as the equivalent series resistance.
Oscillation Allowance Evaluation Method
Add resistor "Rx" to the crystal unit in series and ensure that the oscillation starts or stops. The approximate negative resistance of the circuit is the value obtained by adding the effective resistance "Re" to the maximum resistance "Rx" when the oscillation starts or stops after gradually making Rx value larger.
Negative resistance |- R| = Rx + Re
|−R| is a value at least five times as large as the maximum equivalent series resistance (R1 max.) of the crystal unit.
*Re is the effective resistance value during oscillation.
Re = R1 (1 + CO/CL ) 2
FREQUENCY-TEMPERATURE CURVE
Frequency temperature characteristics of tuning fork crystals is shown by negative quadratic curve which has a peak at 25ºC as per left graph.
Please make sure to consider the temperature range and frequency accuracy you need since magnitude of frequency variation becomes larger and larger as the temperature range becomes wider.
[Approximation formula of frequency temperature characteristics]
f_tem = B(T-Ti) 2
B : Parabolic coefficient
T : Given temperature
Ti : Turnover temperature
就我所知,回答你一些.
有源晶振是要外加电源的,而且不用外加电容,它的输出信号
比较的强,一般用示波器是可以明显的看到的.
无源的晶振不要外加电源,但是必须使用两个合适的电容,这个
比较的麻烦,如果电容不对应的话,晶振很可能不工作,而且信号
不是很强,用示波器看的话,示波器的管脚接上去晶振可能就不
工作了,所以晶振到底是否工作不好判断.
如果要求系统比较稳定的话,如mpu,cpld,fpga的晶振使用有源
晶振示比较的合适的,而且晶振不工作的情况还是有发生的
如果你的片子根本就不热的话,最好先看看你的晶振是否工作
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关于晶振的匹配电容问题
晶振还是晶体？
晶振的话好像不用电容吧？
晶体的话0.1u和0.01u的电容有些大了，
一般应该100p到20p之间
nod
晶振的标称值在测试时有一个“负载电容”的条件，在工作时满足这个条件，振荡频率才与标称值一致。一般来讲，有低负载电容（串联谐振晶体）
高负载电容（并联谐振晶体）之分。在电路上的特征为：晶振串一只电容跨接在IC两只脚上的，则为串联谐振型；一只脚接IC，一只脚接地的，则为并联型。如确实没有原型号，需要代用的可采取串联谐振型电路上的电容再并一个电容，并联谐振电路上串一只电容的措施。例如：4.433MHz晶振,并一只3300PF电容或串一只70P的微调电容。另一种说法是“损耗值”与“激励电平”之说：
其实，上述原因都可以作为选择晶振的条件作为考虑。
常见的晶振大多是二只脚，3脚的晶振是一种集晶振和电容为一体的复合元件。由于在集成电路振荡端子外围电路中总是以一个晶振（或其它谐振元件）和两个电容组成回路，为便于简化电路及工艺，人们便研制生产了这种复合件。其3个引脚中，中间的1个脚通常是2 个电容连接一起的公共端，另外2个引脚即为晶振两端，也是两个电容各自与晶振连接的两端。由此可见，这种复合件可用一个同频率晶振和两个100～200pF的瓷片电容按常规连接后直接予以代换。
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怎样选择一款合适的晶体振荡器21ic.com
发信站: 瀚海星云 (2003年11月04日10:18:05 星期二), 站内信件
---- 本文介绍了一些足以表现出一个晶体振荡器性能高低的技术指标，了解这些指标的含义，将有助于通讯设计工程师顺利完成设计项目，同时也可以大大减少整机
---- 总频差：在规定的时间内，由于规定的工作和非工作参数全部组合而引起的晶体振荡器频率与给定标称频率的最大频差。
---- 说明：总频差包括频率温度稳定度、频率温度准确度、频率老化率、频率电源电压稳定度和频率负载稳定度共同造成的最大频差。一般只在对短期频率稳定度关心，而对其他频率稳定度指标不严格要求的场合采用。例如：精密制导雷达。
---- 频率温度稳定度：在标称电源和负载下，工作在规定温度范围内的不带隐含基准温度或带隐含基准温度的最大允许频偏。
---- fT=±(fmax-fmin)/(fmax+fmin)
---- fTref ＝±MAX[｜(fmax-fref)/fref｜,｜(fmin-fref)/fref｜] fT：频率温度稳定度(不带隐含基准温度)
---- fTref：频率温度稳定度(带隐含基准温度)
---- fmax ：规定温度范围内测得的最高频率
---- fmin：规定温度范围内测得的最低频率
---- fref：规定基准温度测得的频率
---- 说明：采用fTref指标的晶体振荡器其生产难度要高于采用fT指标的晶体振荡器,故fTref指标的晶体振荡器售价较高。
---- 几种电子系统使用的晶体振荡器典型频率温度稳定度指标见下表:
---- 表中有一部分频率温度稳定度指标应是带隐含基准温度的频率温度稳定度指标，但没表示出来。 (1ppm=1×10-6；1ppb=1×10-9)。
---- 频率稳定预热时间：以晶体振荡器稳定输出频率为基准，从加电到输出频率小于规定频率允差所需要的时间。
---- 说明：在多数应用中，晶体振荡器是长期加电的，然而在某些应用中晶体振荡器需要频繁的开机和关机，这时频率稳定预热时间指标需要被考虑到（尤其是对于在苛刻环境中使用的军用通讯电台，当要求频率温度稳定度≤±0.3ppm(-45℃～85℃)，采用OCXO作为本振，频率稳定预热时间将不少于5分钟，而采用DTCXO只需要十几秒钟)。
---- 频率老化率：在恒定的环境条件下测量振荡器频率时，振荡器频率和时间之间的关系。这种长期频率漂移是由晶体元件和振荡器电路元件的缓慢变化造成的，可用规定时限后的最大变化率（如±10ppb/天，加电72小时后），或规定的时限内最大的总频率变化（如：±1ppm/（第一年）和±5ppm/（十年））来表示。
---- 说明：TCXO的频率老化率为：±0.2ppm～±2ppm（第一年）和±1ppm～±5ppm（十年）（除特殊情况，TCXO很少采用每天频率老化率的指标，因为即使在实验室的条件下，温度变化引起的频率变化也将大大超过温度补偿晶体振荡器每天的频率老化，因此这个指标失去了实际的意义）。OCXO的频率老化率为：±0.5ppb～±10ppb/天（加电72小时后），±30ppb～±2ppm（第一年），±0.3ppm～±3ppm（十年）。
---- 频率压控范围：将频率控制电压从基准电压调到规定的终点电压，晶体振荡器频率的最小峰值改变量。
---- 说明：基准电压为＋2.5V，规定终点电压为＋0.5V和＋4.5V，压控晶体振荡器在＋0.5V频率控制电压时频率改变量为-110ppm，在＋4.5V频率控制电压时频率改变量为＋130ppm，则VCXO电压控制频率压控范围表示为：≥±100ppm(2.5V±2V)。
---- 压控频率响应范围：当调制频率变化时，峰值频偏与调制频率之间的关系。通常用规定的调制频率比规定的调制基准频率低若干dB表示。
---- 说明：VCXO频率压控范围频率响应为0～10kHz。
---- 频率压控线性：与理想（直线）函数相比的输出频率-输入控制电压传输特性的一种量度，它以百分数表示整个范围频偏的可容许非线性度。
---- 说明：典型的VCXO频率压控线性为：≤±10%，≤±20%。简单的VCXO频率压控线性计算方法为(当频率压控极性为正极性时)：
---- 频率压控线性＝±((fmax-fmin)/ f0)×100%
---- fmax：VCXO在最大压控电压时的输出频率
---- fmin：VCXO在最小压控电压时的输出频率
---- f0：压控中心电压频率
---- 单边带相位噪声￡(f)：偏离载波f处，一个相位调制边带的功率密度与载波功率之比。
*****************************************************************************************
请问单片机晶震旁的2个电容有什么要求吗?
这个是晶体的匹配电容，只有在外部所接电容为匹配电容的情况下，
振荡频率才能保证在标称频率附近的误差范围内。
最好按照所提供的数据来，如果没有，一般是30pF左右。太小了不容易
起振。
在某些情况下，也可以通过调整这两个电容的大小来微调振荡频率，当然
可调范围一般在10ppm量级。
几种晶振指标的比较
晶体振荡器通常分为4类，分别是TCXO、温度控制晶体振荡器（OCXO）、电压控制晶体振荡器（VCXO）和简单封装晶体振荡器（SPXO或简称XO），不过，各类型的特点并不显著，不少特性甚至还互相交叉。相互关联的性能指标常常让人们在选型阶段就已头昏脑胀，后续的性价比评估更是无从下手。
1. 归纳基本需求
首先要确定的是目标产品的基本需求，这些需求往往是具体而明确的。基本需求包括输出频率、输出波形（正弦波还是方波？采用什么信号电平？是HCMOS、CMOS，还是TTL或ECL？）、电源电压、外形尺寸、封装形式及有关装配要求。
其次要使振荡器的“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。
举个简单的例子，普通振荡器虽然价格低廉，但是很可能用不了多久就要更换，而且在产品全寿命期内可能需要更换多次；耐用的振荡器价格虽 然比较高，但是在产品全寿命期内不需要更换，从总体上看可能更为经济。此外，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。
2. 确定振荡器的“整体性能”
从根本上来讲，描述振荡器的稳定度有两种方式，最简单的办法就是根据各种可能发生的情况，绘制一幅频率容差的图线。频率容差就是输出频率在各种工作条件下的变化范围。图线绘制完成后，就可以交给振荡器厂商生产。另外一种方法就是规定工作温度范围和使用寿命。
目前，主要振荡器厂商大都按照上述第一种方式供货，因为这种方式比较容易定量和标准化。不过对于用户而言，很可能会出现盲目追求高性能、杀鸡用牛刀的情况。
2.1整个工作温度范围的稳定度
过去一段时期以来，工作温度范围这项指标一直都用商业级（0～70℃）、工业级（-40～+85℃）和军品级（-55～ +125℃）来表示。最近，这一情况发生了变化，原因是实现温度补偿越来越困难。
在稳定性水平不变的前提下，工作温度在商业级范围之外每上升或下降 5℃，单个振荡器的成本就要增加5%～10%。按照这个标准，如果不用商业级器件而换用工业级器件，成本会上升70%～150%。实际上，工业级标准规定的-40～+85℃这个范围往往只是出于设计者们的习惯，倘若-30～+80℃已经够用，那么就不必去追求更宽的温度范围。
翻开很多电子元器件的工业标准都可以发现，工作温度范围常常是根据某个特定的地理区域制定的。厂商们因此面临两个选择：要么生产工作温 度范围尽可能宽的通用产品，占领尽可能大的市场；要么针对每个区域的不同需要设计专用产品。这两种选择很难说孰优孰劣，不过后者的性价比往往比较好，所以 被很多厂商采用。
下面这张表格列出了稳定度与晶体振荡器类型的大致对应关系（未考虑其他因素），供读者参考。从表格中可以看出，如果要求稳定性优于±0.2 ppm，那么就只能选择OCXO，或者选择性能更可靠也更昂贵的原子钟。如果要求稳定性介于±0.2～±0.5 ppm之间，并且明确规定了温度范围和输出频率，那么既可以选择OCXO，也可以选择采用ASIC（专用集成电路）进行温度补偿的TCXO。
如表格所示，稳定度在±0.5～±10 ppm范围内，TCXO是最佳选择。在 ±10～±20 ppm范围内，如果其他方面的要求不是很高，那么价格低廉的SPXO/XO就足以胜任。
| 工作温度范围内的稳定度要求 | 典型应用 | 振荡器类型 |
| ±0.2ppm | 电信传输设备的时钟基准 | OCXO |
| ±0.2～±0.5ppm | 电信传输设备的Stratum 3时钟基准 | OCXO,带模拟集成电路的TCXO |
| ±0.5～±1.0ppm | 军用无线电设备,E-911蜂窝电话定位器 | 带模拟集成电路的TCXO |
| ±1.0～±2.5ppm | 移动无线电设备(例如应急通信设备) | 带模拟集成电路的TCXO |
| ±2.5～±10ppm | 移动电话 | 带电热调节的TCXO |
| ±10～±20ppm | 传真机 | TCXO,VCXO,SPXO |
| >±20ppm | 计算机时钟信号源 | SPXO/XO |
2.2 老化及其他因素
晶体老化是造成频率变化的又一重要因素。根据目标产品的预期寿命不同，有多种方法可以减弱这种影响。晶体老化会使输出频率按照对数曲线发生变化，也就是说在产品使用的第一年，这种现象才最为显著。
使用10年以上的晶体，其老化速度大约是第一年的3倍。采用特殊的晶体加工工艺可以改善这种情况，也可以采用调节的办法解决，比如，可以在控制引脚上施加电压。
与稳定度有关的其他因素还包括电源电压、负载变化、相位噪声和抖动，这些指标应该规定出来。对于工业产品，有时还需要提出振动、冲击方面的指标，军用品和宇航设备的要求往往更多，比如压力变化时的容差、受辐射时的容差，等等。
与全寿命有关的要求:
稳定度要求介于±0.2～±20 ppm之间时，都可以使用TCXO。如果稳定度要求比较严格，那么应该选择采用ASIC进行温度补偿的TCXO，这种器件可以满足-40～+85℃温度范围的要求；如果稳定度要求比较宽松（低于±10 ppm），比如办公室用的传真机，其工作温度范围通常是0～50℃，那么就可以选用带电热调节器的TCXO，甚至用价格更便宜的SPXO。
VCXO是SPXO/XO的一种，它的输出频率可以通过外部调节，用来补偿因温度变化和晶体老化造成的频率变化。VCXO可以与参考信号保持相位同步，如果外部同步信号中断不影响设备运行，那么就可以用VCXO取代TCXO。
晶振技术指标释义
晶振, crystal, 选择, 指标, 有源晶振
1、标称频率：晶体技术条件中规定的频率，通常标识在产品外壳上。
2、工作频率：晶体与工作电路共同产生的频率。
3、调整频差：在规定条件下，基准温度（25±2℃）时工作频率相对于标称频率所允许的偏差。
4、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（25±2℃）时工作频率的允许
偏差。
5、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。
6、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C0表示。
7、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、100PF。
只要可能就应选推荐值：10PF、20PF、30PF、50PF、100PF。
8、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。
9、动态电阻：串联谐振频率下的等效电阻。用R1表示。
10、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＝R1（1+C0/CL）2
11、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、0.1mW、50μW、20μW、10μW、1μW、0.1μW等
12、基频：在振动模式最低阶次的振动频率。
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。
.应用指南
石英晶体谐振器根据其外型结构不同可分为HC-49U、HC-49U/S、HC-49U/S．SMD、UM-1、UM-5及柱状晶体等。
HC-49U适用于具有宽阔空间的电子产品如通信设备、电视机、电话机、电子玩具中。
HC-49U/S适用于空间高度受到的各类薄型、小型电子设备及产品中。
HC-49U/S．SMD为准表面贴装型产品，适用于各类超薄型、小型电脑及电子设备中。
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2# 发表于 2009-9-8 22:50 | 只看该作者 AVRVI的淘宝店（AVR开发板/AVR编程器/AVR仿真器）
状石英晶体谐振器适用于空间狭小的稳频计时电子产品如计时器、电子钟、计算器等。
UM系列产品主要应用于移动通讯产品中，如BP机、移动手机等。
石英晶体谐振器主要用于频率控制和频率选择电路。本指南有助于确保不出现性能不满意、成本不合适及可用性不良等现象。
1、振动模式与频率关系：
基频1～35MHz
3次泛音10～75MHz
5次泛音50～150MHz
7次泛音100～200MHz
9次泛音150～250MHz
2、晶体电阻：对于同一频率，当工作在高次泛音振动时其电阻值将比工作在低次振动时大。
3、工作温度范围与温度频差：在提出温度频差时，应考虑设备工作引起的温升容限。当对温度频差要求很高，同时空间和功率都允许的情况下，应考虑恒温工作，恒温晶体振荡器就是为此而设计的。
4、负载电容与频率牵引：在许多应用中，都有用一负载电抗元件来牵引晶体频率的要求，这在锁相环回路及调频应用中非常必要，大多数情况下，这个负载电抗呈容性，当该电容值为CL时，则相对负载谐振频率偏移量为：DL=C1/[2（C0+CL）]。而以CL作为可调元件由DL1调至DL2时，相对频率牵引为：
DL1，L2=C1（CL1－CL2）/[2（C0+CL1）（C0+CL2）]。
5、负载电容的选择：晶体工作在基频时，其负载电容的标准值为20PF、30PF、50PF、100PF。而泛音晶体经常工作在串联谐振，在使用负载电容的地方，其负载电容值应从下列标准值中选择：8PF、12PF、15PF、20PF、30PF。
6、激励电平的影响：一般来讲，AT切晶体激励电平的增大，其频率变化是正的。激励电平过高会引起非线性效应，导致可能出现寄生振荡；严重热频漂；过应力频漂及电阻突变。当激励电平过低时则会造成起振阻力不易克服、工作不良及指标的不稳定。
7、滤波电路中的应用：应用于滤波电路中时，除通常的规定外，更应注意其等效电路元件的数值和误差以及寄生响应的位置和幅度，由于滤波晶体设计的特殊性，所以用户选购时应特别说明。
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3# 发表于 2009-9-8 22:51 | 只看该作者 淘宝数码-特价热卖
如何为电子产品选择合适的晶振
与当今大多电子产品最起码包含一个嵌入式控制器一样，大多这样的产品也都最少有一个晶振。实际上，在一些多协议网络和电信设备中，可用到10或更多个晶振。晶振一般用于设定处理器的时钟频率以及网络速度或无线信道的工作频率。晶振除提供FCC所要求的设定无线和网络工作频率的精度外，还提供大多现代产品所需要的精准定时。
当设计产品时，你可从许多现成的预先封装好的晶振中选用一种，也可自己设计晶振。在许多情况，你所要做的就是把合适的晶体(外加两个电容)于内置振荡电路的处理器或其它芯片连接起来。否则，你需要振荡电路。
在这些场合，把时间和金钱花在自己设计和搭建晶振上无论在经济和产品上市速度方面看都已得不偿失。在当今的电子设计中，更明智的作法是将元器件和芯片整合在一起、集成为系统而非研制具体的电路。现在，晶振已演进为一个以产品形态出现的子系统器件。
在更复杂的电子产品中，晶振基本是必须的。这些由纯净石英制成的细片能以精准和非常稳定的频率振动。其几乎可被设定成任何频率并在很宽的温度范围和电压变异下保持该频率的能力是任何RC或LC振荡器都根本无法企及的。
石英是自然界中一种具有晶格结构的材料，是地球表面仅次于长石(feldspar)的最常见的物质。其化学成分是二氧化硅(SiO2)，但其压电特性令其与众不同。所谓压电特性是指材料受到机械力的压迫时产生电压或当用电压激励时以精准频率振荡的能力。后一种特性使石英成为许多应用中用以设定频率的一种器件。
虽然可从大自然中得到石英晶体，但也可通过合成方式制造出晶体。纯的石英晶体是通过在高压釜内将一种称为lasca的矿物质融化并于一个种子晶体整合在一起的方式获得的。然后将这种晶体切割为小片、并以其为基础生成设定某一特定工作频率所需的厚度。
把晶体切割成片时的形状和角度决定晶片的稳定性及其它特征。有AT、SC和X等不同切法。两条晶片分放在该晶体相背的两面，并分别于焊装引线连接。组装好的晶振封装在一个通常由金属制的密闭壳内。
晶体本身看起来象是具有等效感抗、容抗和阻抗器件的串联谐振电路(图1a)。将该晶体放在一个夹持物上将产生并联电容，其中，该晶体在这两个夹持平板中起着电介质的作用。这种组合产生一个独特的兼有串联和并联谐振的电路。
基于采用的振荡电路，晶体可被用于串联、并联或抗谐振模式。因并联模式不很稳定，所以，一般避免采用。但，通常利用介于串联和并联谐振点间的频率范围。该区域称为并联模式范围。
当工作在并联模式时，通过该晶体的外接容抗将决定工作频率。该容抗称为负载容抗，它包括PCB上以及振荡电路中的任何杂散或分布电容。该负载容抗值一般在3到20pF之间，当订购一款用在并联模式电路中的晶体时，必须指明该值。
也可给晶体添加一个串联或并联电容器以将其谐振频率在一个窄的范围内变动。该特性允许对频率实施微小调整，它有能力为锁相环(PLL)应用生成一个可变频晶振。
许多晶体也在更高的泛音频率上起振。第3和第5泛频最常见。所谓泛频就是基本谐振频率乘以3、5或其它奇数倍频率的近似。而谐频(harmonic)则是基本频率的严格整数倍，但泛频只是近似而非严格整数倍。
因典型晶体的基本振荡频率最大也就在30到50MHz，所以，泛频模式是实现晶体精度和更高频率稳定性的一种方式。当指定一款泛频晶体时，强调准确的频率很重要，这样，制造商才能在晶体中实现合适的基本频率。
关键参数
当比较和选择晶振时，设计师应考虑以下10个关键参数。
1、工作频率 晶振的频率范围一般在1到70MHz之间。但也有诸如通用的32.768kHz钟表晶体那样的特殊低频晶体。晶体的物理厚度其频率上限。归功于类似反向台面(inverted Mesa)等制造技术的发展，晶体的频率上限已从前些年的30MHz提升到200MHz。工作频率一般按工作温度25°C时给出。
可利用泛频晶体实现200MHz以上输出频率的更高频率晶振。另外，带内置PLL频率倍增器的晶振可提供1GHz以上的频率。当需要UHF和微波频率时，声表波(SAW)振荡器是种选择。
2、频率精度：频率精度也称频率容限，该指标度量晶振实际频率于应用要求频率值间的接近程度。其常用的表度方法是于特定频率相比的偏移百分比或百万分之几(ppm)。例如，对一款精度±100ppm的10MHz晶振来说，其实际频率在10MHz±1000Hz之间。
(100/1,000,000)×10,000,000=1000Hz
它与下式意义相同：1000/10,000,000=0.0001=10-4或0.01%。典型的频率精度范围在1到1000ppm，以最初的25°C给出。精度很高的晶振以十亿分之几(ppb)给出。
3、频率稳定性 该指标量度在一个特定温度范围(如：0°C到70°C以及-40°C到85°C)内，实际频率与标称频率的背离程度。稳定性也以ppm给出，根据晶振种类的不同，该指标从10到1000ppm变化很大(图2)。
4、老化 老化指的是频率随时间长期流逝而产生的变化，一般以周、月或年计算。它于温度、电压及其它条件无关。在晶振上电使用的最初几周内，将发生主要的频率改变。该值可在5到10ppm间。在最初这段时间后，老化引起的频率变化速率将趋缓至几ppm。
5、输出 有提供不同种类输出信号的晶振。输出大多是脉冲或逻辑电平，但也有正弦波和嵌位正弦波输出。一些常见的数字输出包括：TTL、HCMOS、ECL、PECL、CML和LVDS。
许多数字输出的占空比是40%/60%，但有些型号可实现45%/55%的输出占空比。一些型号还提供三态输出。一般还以扇出数或容抗值(pF)的方式给出了最大负载。
6、工作电压 许多晶振工作在5V直流。但新产品可工作在1.8、2.5和3.3V。
7、启动时间 该规范度量的是系统上电后到输出稳定时所需的时间。在一些器件内，有一个控制晶振输出开/闭的使能脚。
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4# 发表于 2009-9-8 22:51 | 只看该作者 淘宝数码-特价热卖
8、相噪 在频率很高或应用要求超稳频率时，相噪是个关键指标。它表度的是输出频率短时的随机漂移。它也被称为抖动，它产生某类相位或频率调制。该指标在频率范围内用频谱分析仪测量，一般用dBc/Hz表示相噪。
晶振输出的不带相噪的正弦波被称为载波，在频谱分析仪上显现为一条工作频率上的垂直线。相噪在载波之上和之下产生边带。相噪幅度表示为边带功率幅值(Ps)与载波功率幅值(Pc)之比，以分贝表示：
相噪(dBc)=10log(Ps/Pc)
相噪的测量以载波的10kHz或100kHz频率增量计算，但也用到低至10Hz或100Hz的其它频率增量。相噪度量一般规整为与1Hz相等的带宽。取决于载波的频率增量，典型的相噪值在-80到-160dBc之间。
9、可调性(Pullability) 该指标表度的是通过对一个压控晶振(VCXO)施加一个外部控制电压时，该电压所能产生的频率改变。它表示的是最大可能的频率变化，通常用ppm表示。同时还给出控制电压水平，且有时还提供以百分比表示的线性值。典型的直流控制电压范围在0到5V。频率变化与控制电压间的线性关系可能是个问题。
10、封装 晶振有许多种封装形态。过去，最常用的是金属壳封装，但现在，它已被更新的表贴(SMD)封装取代。命名为HC-45、HC-49、HC-50或HC-51的金属封装一般采用的是标准的DIP通孔管脚。而常见的SMD封装大小是5×7mm。源于蜂窝手机制造商的要求，SMD封装的趋势是越做越薄。
通用的晶振电路
为使用晶振已开发中数十种电路。许多都衍生自通用的Colpitts、Pierce和Clapp电路。电路决定晶体是工作在串联还是并联模式。
在串联模式，两个逻辑反向器以偏置接法连至线性部分用于由R1实现的放大(图3)。C1是隔阻直流的电容器。R2设定最优化的晶体驱动电流。晶振工作在串联模式。这种串联用法因其工作不如并联模式稳定，所以用得不多。
例如，在嵌入式控制器内一般采用Pierce振荡器(图4)。晶振及C1和C2外接处理器。这里，R1还是将反向器接至线性区域。电容器C1和C2与晶振一道提供所需的180°相移。
振荡频率低于串联谐振频率，但高于该晶振的并联谐振频率。电容器C1和C2的确影响振荡频率。电容器C1和C2的串联加之与晶振并联在一起的PCB外部杂散电容(CS)一道形成负载电容(CL)。
CL=(C1C2)/(C1+C2)+CS
电容器C1和C2一般等值，且取值在10到30pF之间。杂散电容一般在2到5pF。晶振制造商将需要你为指定频率明确该负载电容值。
晶振种类
有4种基本的一体化晶振：时钟晶振(XO)、压控晶振(VCXO)、温度补偿晶振(TCXO)和热腔控制晶振(OCXO)。
基础XO就是把晶体与其振荡器封装在一起。其频率一般是固定的，但在某些设计中，可提供一个可调电容用于补偿老化带来的频漂。XO用于紧要性最低的设计中，一般用作处理器或其它数字芯片的时钟晶振。典型精度从10ppm到几百ppm，老化指标为±1到±5ppm/年(图5)。
TCXO内置用于补偿伴随温度变化产生的频变的电路。所以，TCXO能提供许多应用所要求的精准和稳定得多的输出频率。手机和双向无线通信就是常见的应用例子。
最简单的方式是在电路中使用热敏电阻温度传感器来操控反馈电路中的一个压变电容以使晶振频率更稳定。
更精确的方法
例如，微控制器控制的晶振(MCXO)利用一个嵌入式控制器根据所需的算法处理温度输入并借助数模转换器来操控一个“牵引调整”压变电容。可用的晶振频率约从1到60MHz。典型的稳定性参数范围是±0.2到±2.5ppm；老化速率是±0.5到±2ppm/年。
VCXO和XO是为以直流输入的方式进行外部频率控制而优化设计的，外接电压控制一个内部压变电容来改变其容值以实现对输出频率小范围的调整。它们主要是为在窄带PLL中用作VCO而设计的。
其常用频率范围从1到60MHz。典型可变范围从±10到±2000ppm。老化速率一般在±1到±5ppm/年。其带温度补偿的版本称为VCTCXO，也还有其它一些变种组合。
Silicon Labs公司提供采用内部多PLL、在10MHz到1.4GHz输出频率范围内带DSP滤波器的XO和VCXO(图6)。Si530和Si550是由制造商编程的，而Si570是用户可通过I2C总线编程的。稳定性可选范围从±20到±200ppm。它们采用的表面封装的大小是5×7mm。
OCXO把晶体以及有时整个振荡器电路都放在一个小加热腔内。反馈回路内的一个直流加热元件使任一精准和稳定输出频率的温度都几乎恒定。对蜂窝基站、电信、本地局域及广域网络(如Sonet)和GPS等关键应用来说，OCXO是最佳选择。
但OCXO的功耗要高得多，一般在1到3W。典型稳定指标是±1×10-8。典型老化率在±0.2ppm/年到±2.0×10-8/年之间。若将另一个OCXO放在第二个热腔内，则OCXO架构还可实行更高的精度和稳定性。
你需要的晶振唯一取决于你的应用(见表)。Fox Electronics的工程销售经理David Meaney表示，蜂窝手机和消费电子产品是晶振的最大用户，紧随其后的是与网络和计算机相关的应用。与晶振供应商的紧密合作很关键，这样才能确保你切实得到你想要和需要的晶振。
Altera FPGA/CPLD设计（高级篇）（附CD-ROM光盘两张）——Altera
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5# 发表于 2009-9-8 22:58 | 只看该作者 淘宝数码-特价热卖
有源晶振和无源晶振的区别
电路中的晶振即石英晶体震荡器。
由于石英晶体震荡器具有非常好的频率稳定性和抗外界干扰的能力，所以，石英晶体震荡器是用来产生基准频率的。通过基准频率来控制电路中的频率的准确性。
石英晶体震荡器的应用范围是非常广的，它质量等级、频率精度也是差别很大的。通讯系统用的信号发生器的信号源（震荡源），绝大部分也用的是石英晶体震荡器。
1.无源晶振是有2个引脚的无极性元件，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
2.有源晶振有4只引脚，是一个完整的振荡器，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件
主要看你应用到的电路，如果有时钟电路，就用无源，否则就用有源
无源晶体需要用DSP片内的振荡器，无源晶体没有电压的问题，信号电平是可变的，也就是说是根据起振电路来决定的，同样的晶体可以适用于多种电压，可用于多种不同时钟信号电压要求的DSP，而且价格通常也较低，因此对于一般的应用如果条件许可建议用晶体，这尤其适合于产品线丰富批量大的生产者。
有源晶振不需要DSP的内部振荡器，信号质量好，比较稳定，而且连接方式相对简单（主要是做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需要复杂的配置
电路有个点标记的为1脚，按逆时针（管脚向下）分别为2、3、4。
有源晶振通常的用法：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。
有源晶振不需要DSP的内部振荡器，信号质量好，比较稳定，而且连接方式相对简单（主要是做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需要复杂的配置电路。相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差，而且价格高。
-- 晶振在应用具体起到什么作用
微控制器的时钟源可以分为两类：基于机械谐振器件的时钟源，如晶振、陶瓷谐振槽路；RC（电阻、电容）振荡器。一种是皮尔斯振荡器配置，适用于晶振和陶瓷谐振槽路。另一种为简单的分立RC振荡器。
基于晶振与陶瓷谐振槽路的振荡器通常能提供非常高的初始精度和较低的温度系数。RC振荡器能够快速启动，成本也比较低，但通常在整个温度和工作电源电压范围内精度较差，会在标称输出频率的5%至50%范围内变化。
但其性能受环境条件和电路元件选择的影响。需认真对待振荡器电路的元件选择和线路板布局。在使用时，陶瓷谐振槽路和相应的负载电容必须根据特定的逻辑系列进行优化。具有高Q值的晶振对放大器的选择并不敏感，但在过驱动时很容易产生频率漂移（甚至可能损坏）。影响振荡器工作的环境因素有：电磁干扰（EMI）、机械震动与冲击、湿度和温度。这些因素会增大输出频率的变化，增加不稳定性，并且在有些情况下，还会造成振荡器停振。
上述大部分问题都可以通过使用振荡器模块避免。这些模块自带振荡器、提供低阻方波输出，并且能够在一定条件下保证运行。最常用的两种类型是晶振模块和集成RC振荡器（硅振荡器）。晶振模块提供与分立晶振相同的精度。硅振荡器的精度要比分立RC振荡器高，多数情况下能够提供与陶瓷谐振槽路相当的精度。
选择振荡器时还需要考虑功耗。分立振荡器的功耗主要由反馈放大器的电源电流以及电路内部的电容值所决定。CMOS放大器功耗与工作频率成正比，可以表示为功率耗散电容值。比如，HC04反相器门电路的功率耗散电容值是90pF。在4MHz、5V电源下工作时，相当于1.8mA的电源电流。再加上20pF的晶振负载电容，整个电源电流为2.2mA。陶瓷谐振槽路一般具有较大的负载电容，相应地也需要更多的电流。相比之下，晶振模块一般需要电源电流为10mA ~60mA。硅振荡器的电源电流取决于其类型与功能，范围可以从低频（固定）器件的几个微安到可编程器件的几个毫安。一种低功率的硅振荡器，如MAX7375，工作在4MHz时只需不到2mA的电流。
在特定的应用场合优化时钟源需要综合考虑以下一些因素：精度、成本、功耗以及环境需求。
晶振是石英振荡器的简称，英文名为Crystal，它是时钟电路中最重要的部件，它的作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率，它就像个标尺，工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定，自然容易出现问题。由于制造工艺不断提高，现在晶振的频率偏差、温度稳定性、老化率、密封性等重要技术指标都很好，已不容易出现故障，但在选用时仍可留意一下晶振的质量。
例如某网卡的时钟电路采用了高精度的SKO25MHz的晶振，较可靠保证了数据传输的精确同步性，大大减少了丢包的可能性，并且在线路的设计上尽量靠近主芯片，使信号走线的长度大大缩短，可靠性进一步增加。而如果采用劣质晶振，这样做虽然可以降低一点网卡成本，但因为频率的准确性问题，极易造成传输过程中的数据丢包的情况。
晶振还有个作用是在电路产生震荡电流,发出时钟信号.
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晶振的指标
技术交流 2007-04-24 11:47:51 阅读133 评论1 字号：大中小
引用 szhhe 的 晶振的指标
总频差：在规定的时间内，由于规定的工作和非工作参数全部组合而引起的晶体振荡器频率与给定标称频率的最大偏差。
说明：总频差包括频率温度稳定度、频率老化率造成的偏差、频率电压特性和频率负载特性等共同造成的最大频差。一般只在对短期频率稳定度关心，而对其他频率稳定度指标不严格要求的场合采用。例如：精密制导雷达。
频率稳定度：任何晶振，频率不稳定是绝对的，程度不同而已。一个晶振的输出频率随时间变化的曲线如图2。图中表现出频率不稳定的三种因素：老化、飘移和短稳。
图2 晶振输出频率随时间变化的示意图
曲线1是用0.1秒测量一次的情况，表现了晶振的短稳；曲线3是用100秒测量一次的情况，表现了晶振的漂移；曲线4 是用1天一次测量的情况。表现了晶振的老化。
频率温度稳定度：在标称电源和负载下，工作在规定温度范围内的不带隐含基准温度或带隐含基准温度的最大允许频偏。
ft=±(fmax-fmin)/(fmax+fmin)
ftref ＝±MAX[｜(fmax-fref)/fref｜，｜(fmin-fref)/fref｜]
ft：频率温度稳定度(不带隐含基准温度)
ftref：频率温度稳定度(带隐含基准温度)
fmax ：规定温度范围内测得的最高频率
fmin：规定温度范围内测得的最低频率
fref：规定基准温度测得的频率
说明：采用ftref指标的晶体振荡器其生产难度要高于采用ft指标的晶体振荡器,故ftref指标的晶体振荡器售价较高。
开机特性（频率稳定预热时间）：指开机后一段时间(如5分钟)的频率到开机后另一段时间(如1小时)的频率的变化率。表示了晶振达到稳定的速度。这指标对经常开关的仪器如频率计等很有用。
说明：在多数应用中，晶体振荡器是长期加电的，然而在某些应用中晶体振荡器需要频繁的开机和关机，这时频率稳定预热时间指标需要被考虑到（尤其是对于在苛刻环境中使用的军用通讯电台，当要求频率温度稳定度≤±0.3ppm(-45℃～85℃)，采用OCXO作为本振，频率稳定预热时间将不少于5分钟，而采用MCXO只需要十几秒钟)。
频率老化率：在恒定的环境条件下测量振荡器频率时，振荡器频率和时间之间的关系。这种长期频率漂移是由晶体元件和振荡器电路元件的缓慢变化造成的，因此，其频率偏移的速率叫老化率，可用规定时限后的最大变化率（如±10ppb/天，加电72小时后），或规定的时限内最大的总频率变化（如：±1ppm/（第一年）和±5ppm/（十年）来表示。
晶体老化是因为在生产晶体的时候存在应力、污染物、残留气体、结构工艺缺陷等问题。应力要经过一段时间的变化才能稳定，一种叫“应力补偿”的晶体切割方法（SC切割法）使晶体有较好的特性。
污染物和残留气体的分子会沉积在晶体片上或使晶体电极氧化，振荡频率越高，所用的晶体片就越薄，这种影响就越厉害。这种影响要经过一段较长的时间才能逐渐稳定，而且这种稳定随着温度或工作状态的变化会有反复——使污染物在晶体表面再度集中或分散。因此，频率低的晶振比频率高的晶振、工作时间长的晶振比工作时间短的晶振、连续工作的晶振比断续工作的晶振的老化率要好。
说明：TCXO的频率老化率为：±0.2ppm～±2ppm（第一年）和±1ppm～±5ppm（十年）（除特殊情况，TCXO很少采用每天频率老化率的指标，因为即使在实验室的条件下，温度变化引起的频率变化也将大大超过温度补偿晶体振荡器每天的频率老化，因此这个指标失去了实际的意义）。OCXO的频率老化率为：±0.5ppb～±10ppb/天（加电72小时后），±30ppb～±2ppm（第一年），±0.3ppm～±3ppm（十年）。
短稳：短期稳定度，观察的时间为1毫秒、10毫秒、100毫秒、1秒、10秒。
晶振的输出频率受到内部电路的影响(晶体的Q值、元器件的噪音、电路的稳定性、工作状态等)而产生频谱很宽的不稳定。测量一连串的频率值后，用阿伦方程计算。相位噪音也同样可以反映短稳的情况(要有专用仪器测量)。
重现性：定义：晶振经长时间工作稳定后关机，停机一段时间t1(如24小时)，开机一段时间t2(如4小时)，测得频率f1，再停机同一段时间t1，再开机同一段时间t2，测得频率f2。重现性=(f2-f1)/f2。
频率压控范围：将频率控制电压从基准电压调到规定的终点电压，晶体振荡器频率的最小峰值改变量。
说明：基准电压为＋2.5V，规定终点电压为＋0.5V和＋4.5V，压控晶体振荡器在＋0.5V频率控制电压时频率改变量为-2ppm，在＋4.5V频率控制电压时频率改变量为＋2.1ppm，则VCXO电压控制频率压控范围表示为：≥±2ppm(2.5V±2V)，斜率为正，线性为+2.4%。
压控频率响应范围：当调制频率变化时，峰值频偏与调制频率之间的关系。通常用规定的调制频率比规定的调制基准频率低若干dB表示。
说明：VCXO频率压控范围频率响应为0～10kHz。
频率压控线性：与理想（直线）函数相比的输出频率-输入控制电压传输特性的一种量度，它以百分数表示整个范围频偏的可容许非线性度。
说明：典型的VCXO频率压控线性为：≤±10%，≤±20%。简单的VCXO频率压控线性计算方法为(当频率压控极性为正极性时)：
频率压控线性＝±((fmax-fmin)/ f0)×100%
fmax：VCXO在最大压控电压时的输出频率
fmin：VCXO在最小压控电压时的输出频率
f0：压控中心电压频率
单边带相位噪声￡(f)：偏离载波f处，一个相位调制边带的功率密度与载波功率之比。
输出波形：从大类来说，输出波形可以分为方波和正弦波两类。
方波主要用于数字通信系统时钟上，对方波主要有输出电平、占空比、上升/下降时间、驱动能力等几个指标要求。
随着科学技术的迅猛发展，通信、雷达和高速数传等类似系统中，需要高质量的信号源作为日趋复杂的基带信息的载波。因为一个带有寄生调幅及调相的载波信号（不干净的信号）被载有信息的基带信号调制后，这些理想状态下不应存在的频谱成份（载波中的寄生调制）会导致所传输的信号质量及数传误码率明显变坏。所以作为所传输信号的载体，载波信号的干净程度（频谱纯度）对通信质量有着直接的影响。对于正弦波，通常需要提供例如谐波、噪声和输出功率等指标。
有源晶振
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简介
用法
方形有源晶振引脚分布
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简介
有源晶振和无源晶振
1.无源晶振是有2个引脚的无极性元件，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 无源晶振需要用DSP片内的振荡器，在datasheet上有建议的连接方法。无源晶振没有电压的问题，信号电平是可变的，也就是说是根据起振电路来决定的，同样的晶振可以适用于多种电压，可用于多种不同时钟信号电压要求的DSP，而且价格通常也较低，因此对于一般的应用如果条件许可建议用晶体，这尤其适合于产品线丰富批量大的生产者。无源晶振相对于晶振而言其缺陷是信号质量较差，通常需要精确匹配外围电路（用于信号匹配的电容、电感、电阻等），更换不同频率的晶体时周边配置电路需要做相应的调整。使用时建议采用精度较高的石英晶体，尽可能不要采用精度低的陶瓷晶体。
2.有源晶振有4只引脚，是一个完整的振荡器，里面除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件 。有源晶振不需要DSP的内部振荡器，信号质量好，比较稳定，而且连接方式相对简单（主要是做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需要复杂的配置电路。相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差，价格相对较高。对于时序要求敏感的应用，还是有源的晶振好，因为可以选用比较精密的晶振，甚至是高档的温度补偿晶振。有些DSP内部没有起振电路，只能使用有源的晶振，如TI的6000系列等。有源晶振相比于无源晶体通常体积较大，但现在许多有源晶振是表贴的，体积和晶体相当，有的甚至比许多晶体还要小。
在电子学上，通常将含有晶体管元件的电路称作“有源电路”（如有源音箱、有源滤波器等），而仅由阻容元件组成的电路称作“无源电路”。电脑中的晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。无源晶振与有源晶振的英文名称不同，无源晶振为crystal（晶体），而有源晶振则叫做oscillator（振荡器）。无源晶振是有2个引脚的无极性元件，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；有源晶振有4只引脚，是一个完整的振荡器，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件，因此体积较大。
有源晶振型号纵多，而且每一种型号的引脚定义都有所不同，接发也不同,下面我介绍一下有源晶振引脚识别，以方便大家
有个点标记的为1脚，按逆时针（管脚向下）分别为2、3、4。
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用法
有源晶振通常的用法：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。
有源晶振不需要DSP的内部振荡器，信号质量好，比较稳定，而且连接方式相对简单（主要是做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需要复杂的配置电路。相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差，而且价格高。
有源晶振是右石英晶体组成的,石英晶片之所以能当为振荡器使用，是基于它的压电效应：在晶片的两个极上加一电场，会使晶体产生机械变形；在石英晶片上加上交变电压，晶体就会产生机械振动，同时机械变形振动又会产生交变电场，虽然这种交变电场的电压极其微弱，但其振动频率是十分稳定的。当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(由晶片的尺寸和形状决定)相等时，机械振动的幅度将急剧增加，这种现象称为“压电谐振”。
压电谐振状态的建立和维持都必须借助于振荡器电路才能实现。图3是一个串联型振荡器，晶体管T1和T2构成的两级放大器，石英晶体XT与电容C2构成LC电路。在这个电路中，石英晶体相当于一个电感，C2为可变电容器，调节其容量即可使电路进入谐振状态。该振荡器供电电压为5V，输出波形为方波。
有源晶振型号纵多，而且每一种型号的引脚定义都有所不同，接发也不同,下面我介绍一下有源晶振引脚识别，以方便大家
有个点标记的为1脚，按逆时针（管脚向下）分别为2、3、4。
有源晶振通常的用法：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。
有源晶振不需要DSP的内部振荡器，信号质量好，比较稳定，而且连接方式相对简单（主要是做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需要复杂的配置电路。相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差，而且价格高。
有源晶振是右石英晶体组成的,石英晶片之所以能当为振荡器使用，是基于它的压电效应：在晶片的两个极上加一电场，会使晶体产生机械变形；在石英晶片上加上交变电压，晶体就会产生机械振动，同时机械变形振动又会产生交变电场，虽然这种交变电场的电压极其微弱，但其振动频率是十分稳定的。当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(由晶片的尺寸和形状决定)相等时，机械振动的幅度将急剧增加，这种现象称为“压电谐振”。
压电谐振状态的建立和维持都必须借助于振荡器电路才能实现。
石英晶体振荡器的频率稳定度可达10^-9/日，甚至10^-11。例如10MHz的振荡器，频率在一日之内的变化一般不大于0.1Hz。因此，完全可以将晶体振荡器视为恒定的基准频率源(石英表、电子表中都是利用石英晶体来做计时的基准频率)。从PC诞生至现在，主板上一直都使用一颗14.318MHz的石英晶体振荡器作为基准频率源。 主板上除了这颗14.318MHz的晶振，还能找到一颗频率为32.768MHz的晶振，它被用于实时时钟(RTC)电路中，显示精确的时间和日期
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方形有源晶振引脚分布
有源引脚分布
1、正方的，使用DIP-8封装，打点的是1脚。
1-NC； 4-GND； 5-Output； 8-VCC
2、长方的，使用DIP-14封装，打点的是1脚。
1-NC； 7-GND； 8-Output； 14-VCC
BTW：
1、电源有两种，一种是TTL，只能用5V，一种是HC的，可以3.3V/5V
2、边沿有一个是尖角，三个圆角，尖角的是一脚，和打点一致。
Vcc out
NC（点） GND
现在提供一些实际数据：
测试样品为TOYOCOM的711SC 1.000M的输出频率，1脚悬空，2脚接地，3脚输出，4叫接+5V；
1.4V就开始起振，峰值电压1.V，但是工作频率会有一定的偏差；3V时峰值电压3.24V，工作频率1.000M，输出频率准确；5V时峰值电压为5.6V，工作频率1.000M，输出频率准确。
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