石英晶振的电路组成与设计

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石英晶振可以分为谐振器和振荡器两种不同的类型，石英谐振器具有压电效应，应用压电效应制作成的谐振组件可以取代LC 选频电路；石英振荡器则具备高精度、高稳定度的特点，在彩电、计算机、遥控器等设备中比较常见。

晶振素有数字电路的心脏之称，那么石英晶振的电路又有什么特点呢？今天我们YXC扬兴晶振就分别从石英谐振器的频率稳定度和石英晶振的电路组成与设计两个方面来为大家一一解析。

一、石英谐振器的频率稳定度

谐振器没有电压，它的频率稳定度与激励电平和负载电容有关，

1、激励电平

谐振器的激励电平有大小之分，使用激励功率表示时取1 -100uW 为佳，其中70 -100uA最佳。

激励电平的大小直接影响着谐振器的性能。一般来讲，激励电平越小对谐振器长期稳定越有好处，一旦超过了某个数值就会产生很多问题，例如机械形变超过了弹性限度而引起晶格永久性位移导致频率变化；较强的震动使石英片内部产生温度差会使频率稳定度降低；容易激起寄生震动从而使得老化变大等等。

当然，激励电平也不是越低越好，谐振器的激励电平过低不容易起振，也会产生信噪比变小的现象，这两种情况会降低谐振器的稳定度。所以谐振器的激励电平要从实际出发，不能为了增大输出而随意提高。

2、负载电容

负载电容太小会导致微调率和杂散电容影响增加，负载谐振电阻增加，以至于谐振器起振困难；电容值太大则产生相反的效果，杂散电容影响减小，微调率也会有所下降。换个思路想想，通过调整负载电容到合适的数值就可以将振荡电路的工作频率调整到标称值了。

二、石英晶振的电路组成与设计

石英振荡电路的组成部分有电容、负载特性、电阻、ic和 xtal等等，振荡电路有很多种不同的形式，但是基本的电路只有并联和串联两种，这两种电路的区别在于谐振形式，分别为并联和串联两种谐振形式。

图02晶体振荡器

1、电容

可以根据用户的需要来选择，一般情况下可以选用传统或者片式结构的产品，其中选择适用高频、低损耗和选用NP0 系列的温度系数产品的时候需要多加留意。

2、负载特性

振荡电路负阻值（绝对值）比CRTSTAL电阻值( CRYS2TAL ESR/ RR)的3倍更大的时候可以稳定振荡，这个规律也是振荡电路（不包含CRYSTAL）的负阻特性(用网络频谱分析仪)。

3、电阻

尺寸和功耗息息相关，选择尺寸的时候要考虑功耗是否满足要求。

4、IC

IC的选用相对于其他部分就要宽泛很多，可以根据实用的需要任意选用，例如CMOS 反向器IC，专用振荡IC，大规模的数字IC等等。

5、XTAL

XTAL是石英晶体的简称，采购XTAL的时候需要选定合适的封装和尺寸。

6、PCB

PCB有大面积接地和一点式接地两种方案，采纳哪一种方案还需根据实际情况而定。除此之外，PCB还应注意EMI 的防护。

看到这里，大家对石英晶振的电路组成与设计有没有更新的认识呢？YXC扬兴晶振生产的石英晶振在通信系统、安防监控等电子产品的振荡电路中具应用十分广泛，在各类电子产品中为数据处理设备产生时钟信号提供着稳定的频率和系统振荡脉冲。