有源晶振同時稱為“石英晶體振蕩器”主要是通過震蕩為產(chǎn)品提供穩(wěn)定的頻率.那么是如何產(chǎn)生振蕩器,小編在此為您詳解有源晶振的震蕩原理.有源晶振被廣泛應(yīng)用于彩電、計算機、遙控器等各類振蕩電路中,以及通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器、為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時鐘信號和為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號.
一、石英晶體振蕩器的基本原理
 1、石英晶體振蕩器的結(jié)構(gòu)
       石英晶體振蕩器是利用石英晶體（二氧化硅的結(jié)晶體）的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件,它的基本構(gòu)成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡稱為晶片,它可以是正方形、矩形或圓形等）,在它的兩個對應(yīng)面上涂敷銀層作為電極,在每個電極上各焊一根引線接到管腳上,再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器,簡稱為石英晶體或晶體、晶振.其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝,也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的 .為了防止 Ag電極被氧化 ,一般在封裝時充入 N2.下圖是一種金屬外殼封裝的石英晶體結(jié)構(gòu)示意圖.
                                    
2、壓電效應(yīng)
        若在石英晶體的兩個電極上加一電場,晶片就會產(chǎn)生機械變形.反之,若在晶片的兩側(cè)施加機械壓力,則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場,這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng) ,如圖 2所示.如果在晶片的兩極上加交變電壓,晶片就會產(chǎn)生機械振動,同時晶片的機械振動又會產(chǎn)生交變電場.在一般情況下,晶片機械振動的振幅和交變電場的振幅非常微小,但當(dāng)外加交變電壓的頻率為某一特定值時,振幅明顯加大,比其他頻率下的振幅大得多,這種現(xiàn)象稱為壓電諧振,它與 LC回路的諧振現(xiàn)象十分相似.它的諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關(guān).
                                   
3、符號和等效電路
       石英晶體諧振器的符號和等效電路如圖 3所示.當(dāng)晶體不振動時,可把它看成一個平板電容器稱為靜電電容 C,它的大小與晶片的幾何尺寸、電極面積有關(guān),一般約幾個 PF到幾十 PF.當(dāng)晶體振蕩時,機械振動的慣性可用電感 L來等效.一般 L的值為幾十 mH到幾百 mH.晶片的彈性可用電容 C來等效, C的值很小,一般只有 0.0002～0.1pF.晶片振動時因摩擦而造成的損耗用 R來等效(與晶片表面光滑度成反比 ,粗糙平整度影響 R值,它決定了晶振 80%的品質(zhì)),它的數(shù)值約為 100Ω.由于晶片的等效電感很大,而 C很小, R也小,因此回路的品質(zhì)因數(shù) Q(Q=1/2∏fs CR) 很大,可達 1000～10000.加上晶片本身的諧振頻率基本上只與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸有關(guān),而且可以做得精確,因此利用石英諧振器組成的振蕩電路可獲得很高的頻率穩(wěn)定度.
                                   
4、諧振頻率
       從石英晶體諧振器的等效電路可知,它有兩個諧振頻率,即（ 1）當(dāng) L、C、R支路發(fā)生串聯(lián)諧振時,它的等效阻抗最小（等于 R）.串聯(lián)揩振頻率用 fs表示,石英晶體對于串聯(lián)揩振頻率 fs呈純阻性,（2）當(dāng)頻率高于 fs時 L、C、R支路呈感性,可與電容 C.發(fā)生并聯(lián)諧振,其并聯(lián)頻率用 fd表示.