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石英晶体谐振器的基本工作原理及作用

(1)石英晶体谐振器（简称晶振）的结构石英晶体谐振器是利用石英晶体（二氧化矽的结晶体）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、陶瓷或塑胶封装的。

(2)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。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)符号和等效电路石英晶体谐振器的符号和等效电路如图所示。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來等

石英晶体谐振器电容

晶振的负载电容有高、低两类之别。低者一般仅为十几至几百PF，而高者则为无穷大，两者相差悬殊，决不能混用，否则会使振荡频率偏离。两类不同负载电容的晶振使用方式绝然不同。低负载电容晶振都串联几十pF容量的电容器；而高负载电容晶振不但不能串联电容器，还须并联数pF小容量电容器(外电路的分布晶振电容有时也能取代这个并联小电容)

石英晶体谐振器特性

石英晶体谐振器是运用石英晶体的压电效应（对一些电解介质增加机械设备力而造成他们內部正负电荷管理中心相对位移,造成电极化,进而造成 物质两边表层内发生标记反过来的束缚电荷.在一定地应力范畴内,机械设备力与正电荷呈线形可逆性关联.）而做成的串联谐振元器件.与半导体元器件和阻容元器件一起应用,便可组成石英晶体震荡器. 石英晶体谐振器是由品质因素非常高的石英晶体振子（即谐振器和谐振电路）构成。

晶体谐振器振荡电路的分类

无源晶体本身不能产生振荡信号，需要加外部振荡电路，分为串联型振荡电路和并联型振荡电路两种。串联晶体振荡器是一种反馈性振荡器，由放大器和反馈网络组成。石英谐振器和负载电容串联。谐振器为纯阻性。

并联晶体振荡器中，石英谐振器接在反馈支路中，工作在串联和并联谐振频率之间，谐振器为感性。在电路中作为电感元件使用。电路匹配电容C1, C2加上电路的杂散电容Cstray，越接近晶体的负载电容，晶体输出的频率则越准确。