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晶体振荡器在选择时需要注意的几点，你了解吗？

[导读]随着全球多样化的发展，我们的生活也在不断变化着，包括我们接触的各种各样的电子产品，那么你一定不知道这些产品的一些组成，比如晶体振荡器。关于晶体振荡器，其英文名称为quartz crystal oscillator，也就是我们经常称道的晶振，当然咯，也有将其称之为源晶振的。它能够产生中央处理器(CPU)执行指令所必须的时钟频率信号，CPU一切指令的执行都是建立在这个基础上的，时钟信号频率越高，通常CPU的运行速度也就越快。

随着全球多样化的发展，我们的生活也在不断变化着，包括我们接触的各种各样的电子产品，那么你一定不知道这些产品的一些组成，比如晶体振荡器。关于晶体振荡器，其英文名称为quartz crystal oscillator，也就是我们经常称道的晶振，当然咯，也有将其称之为源晶振的。它能够产生中央处理器(CPU)执行指令所必须的时钟频率信号，CPU一切指令的执行都是建立在这个基础上的，时钟信号频率越高，通常CPU的运行速度也就越快。

晶体振荡器被广泛应用到军、民用通信电台 , 微波通信设备 , 程控电话交换机 , 无线电综合测试仪 ,BP 机、移动电话发射台 , 高档频率计数器、 GPS 、卫星通信、遥控移动设备等。它有多种封装 , 特点是电气性能规范多种多样。它有好几种不同的类型：电压控制晶体振荡器 (VCXO) 、温度补偿晶体振荡器 (TCXO) 、恒温晶体振荡器 (OCXO), 以及数字补偿晶体振荡器 (MCXO 或 DTCXO), 每种类型都有自己的独特性能。如果您需要使您的设备即开即用 , 您就必须选用 VCXO 或温补晶振 , 如果要求稳定度在 0.5ppm 以上 , 则需选择数字温补晶振 (MCXO) 。模拟温补晶振适用于稳定度要求在 5ppm ～ 0.5ppm 之间的需求。 VCXO 只适合于稳定度要求在 5ppm 以下的产品。在不需要即开即用的环境下 , 如果需要信号稳定度超过 0.1ppm 的 , 可选用 OCXO 。

只要是包含 CPU 的电子产品，就至少包含一个时钟源。即使实际的振荡器电路在外面看不到，它也集成在芯片内部。它被称为电路系统的心脏。

2. 频率。客户根据产品要求选择合适的频率。频率是最重要的，频率不能随便换。经资格审查或专业测试合格后，方可进行谈判。如果实际电路要求的频率为 4.43MHZ ，在没有电源的情况下不要使用类似频率。

3. 晶振输出方式。选择晶振时，应考虑电路所需晶振的输出类型，一般分为电平输出和差分输出 ; 电平输出： CMOS 是最常用的输出类型，差分输出： LVPECL ， LVDS 是常用的差分输出类型。不同输出类型之间无需切换，尤其是差分和普通晶振。

仿真问题：为振荡器绘制波特图

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但是，当我尝试在振荡器电路本身上使用波特图仪时，即使振荡器能正在工作并提供信号，也没有响应。波特图仪不会接受振荡器自身的振荡而将之作为电路激励。因此，我不得不想想别的办法（图2）。 ysZednc

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如图2所示，我不得不添加V2和R4，将之作为外部激励，以此来说服波特图仪做它该做的事情。（将一个无生命的东西拟人化，是不是很有趣呢？） ysZednc

谐振器【RESONATOR】

振荡器【OSCILLATOR】

晶体谐振器【QUARTZ CRYSTAL UNITS】【CRYSTAL】

石英晶体俗称水晶，成分SIO2，是重要的压电材料，其主要特征是其原子或分子有规律排列，反映在宏观上是外形的对称性。在电场的作用下，晶体内部产生应力而形变，从而产生机械振动，获得特定的频率，利用它的这种逆压电效应特性来制造石英晶体谐振器。石英由于具备天然的高品质因子“Q”，这使得晶体能在整个 提供的一些振荡器 工作温度和电压范围内都保持很高的精确度和频率稳定性。

缺点：晶体谐振器是有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。晶体谐振器相对于晶体振荡器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。

综述：陶瓷谐振器的典型初始精度在0.5%至0.1%范围内，老化或温度变化所致的漂移可能改变这一精度范围。廉价陶瓷谐振器的公差只有±1.1%，较高端的汽车精度则分别为±0.25%和±0.3%。未来的应用在于汽车CAN(控制器局域网络)总线应用，工作温度为-40°C至+125°C。频率为200 KHZ至约1 GHZ的低成本陶瓷谐振器适用于对时序要求不严格的嵌入系统。陶瓷器件起动较快，一般体积小于石英器件。它们也更能承受冲击与振动。

晶体振荡器【CRYSTAL OSCILLATOR】

硅振荡器，这种完全集成的振荡元件是最简单的时钟源。这些器件可产生规定频率的方波，可直接送入单片机的时钟输入。硅振荡器并不依赖于机械共振特性来获得振荡频率，而是基于一个内部的RC时间常数。这样的设计使硅器件对于外部机械作用不敏感。与传统振荡器不同的是，没有裸露在外的高阻抗节点，这样使硅振荡器可以承受更大的湿度和EMI影响。硅振荡器不需要严格匹配的定时元件和线路板走线。

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2017-01-26 >

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简单晶体振荡器(XO)：这是最基本的类型，其稳定度完全由晶体谐振器本身的固有特性决定。在MHz范围内的较高频率晶体由石英棒制成，其制造方式是即使环境温度在-55℃至+125℃(-67°F至 +257°F)之间变化，也可提供相对稳定的频率。即使在这么宽的温度范围内，适当切割的石英晶体也可实现±25ppm的稳定度。与诸如随温度变化可达1%(10,000ppm)或更高的LC振荡电路等其它被动谐振器相较，晶体振荡器的性能已大幅提升了。但对于某些应用来说，即使25ppm也不够好，因此必须采用额外措施。

TCVCXO和VCOCXO： TCXO或OCXO通常包括EFC输入电压，使其得以进行调整，以便将输出频率精确地校准为标称值。

图2：不同晶体振荡器类型的频率与温度稳定度