石英晶體振蕩器是精度和高穩固度的振蕩器，被普遍使用于彩電、盤算機、遙控器等各種振蕩電路中，以及通訊體系頂用于頻率發作器、為數據處置設置裝備擺設孕育發生時鐘旌旗燈號和為特定體系供應基準旌旗燈號。
一、石英晶體振蕩器的根本道理
1、石英晶體振蕩器的構造
石英晶體振蕩器是應用石英晶體（二氧化硅的結晶體）的壓電效應制成的一種諧振器件，它的根本組成大抵是：從一塊石英晶體上按方位角切下薄片（簡稱為晶片，它能夠是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個對應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，再加上封裝外殼就組成了石英晶體諧振器，簡稱為石英晶體或晶體、晶振。其產物普通用金屬外殼封裝，也有效玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。下圖是一種金屬外殼封裝的石英晶體構造表示圖。

2、壓電效應
若在石英晶體的兩個電極上加一電場，晶片就會孕育發生機器變形。反之，若在晶片的兩側施加機器壓力，則在晶片響應的偏向大將孕育發生電場，這種物理征象稱為壓電效應。假如在晶片的南北極上加交變電壓，晶片就會孕育發生機器振動，同時晶片的機器振動又會孕育發生交變電場。在普通狀況下，晶片機器振動的振幅和交變電場的振幅，但當外加交變電壓的頻率為某一特定值時，振幅顯著，比其他頻率下的振幅大得多，這種征象稱為壓電諧振，它與LC回路的諧振征象類似。它的諧振頻率與晶片的切割方法、多少外形、尺寸等有關。
3、標記和等效電路
石英晶體諧振器的標記和等效電路如圖2所示。當晶體不振動時，可把它當作一個平板電容器稱為靜電電容C，它的細與晶片的多少尺寸、電極面積有關，普通約幾個PF到幾十PF。當晶體振蕩時，機器振動的慣性可用電感L吹刃АＦ脹↙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，普通只要0.0002～0.1pF。晶片振動時因摩擦而形成的消耗用R來等效，它的數值約為 100Ω。因為晶片的等效電感很大，而C很小，R也小，因而回路的質量因數Q很大，可達1000～10000。加上晶片自身的諧振頻率根本上只與晶片的切割方法、多少外形、尺寸有關，并且能夠做得準確，因而應用石英諧振器構成的振蕩電路可取得很高的頻率穩固度。

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L、C、R歧路發作串聯諧振時，它的等效阻抗小（即是R）。串聯揩振頻率用fs示意，石英晶體關于串聯揩振頻率fs呈純阻性，（2）當頻率高于fs時L、C、R歧路呈理性，可與電容C。發作并聯諧振，其并聯頻率用fd示意。
依據石英晶體的等效電路，可定性畫出它的電抗—頻率特征曲線如圖2e所示。可見當頻率低于串聯諧振頻率fs大概頻率高于并聯揩振頻率fd時，石英晶體呈容性。在fs＜f＜fd極窄的范疇內，石英晶體呈理性。
二、石英晶體振蕩器范例特性
石英晶體振蕩器是由質量要素高的石英晶體振子（即諧振器和振蕩電路構成。晶體的質量、切割取向、晶體振子的構造及電路方式等，配合決議振蕩器的功能。電工委員會（IEC）將石英晶體振蕩器分為4類：平凡晶體振蕩（TCXO），電壓節制式晶體振蕩器（VCXO），溫度賠償式晶體振蕩（TCXO），恒溫節制式晶體振蕩（OCXO）。當前開展中的另有數字賠償式晶體損振蕩（DCXO）等。
平凡晶體振蕩器（SPXO）可孕育發生10^(-5)～10^ (-4)量的頻率精度，規范頻率1—100MHZ，頻率穩固度是±100ppm。SPXO沒有應用溫度頻率賠償步伐，價錢貴，平日用作微處置器的時鐘器件。封裝尺寸范疇從21×14×6mm及5×3.2×1.5mm。
電壓節制式晶體振蕩器（VCXO）的精度是10^(-6)～10^(-5)量，頻率范疇1~30MHz。低容差振蕩器的頻率穩固度是±50ppm。平日用于鎖相環路。封裝尺寸14×10×3mm。
溫度賠償式晶體振蕩器（TCXO）應用溫度器件停止溫度頻率賠償，頻率精度到達10^(-7)～10^(-6)量，頻率范疇1—60MHz，頻率穩固度為±1～±2.5ppm，封裝尺寸從30×30×15mm至11.4×9.6×3.9mm。平日用于手持德律風、蜂窩德律風、雙向無線通訊設置裝備擺設等。
恒溫節制式晶體振蕩器（OCXO）將晶體和振蕩電路置于恒溫箱中，以消弭情況溫度變革對頻率的影響。OCXO頻率精度是10^(-10)至10^(-8)量，對某些使用以至到達高。頻率穩固度在四品種型振蕩器中高。
三、石英晶體振蕩器的重要參數
晶振的重要參數有標稱頻率，負載電容、頻率精度、頻率穩固度等。差別的晶振標稱頻率差別，標稱頻率多數標明在晶振外殼上。如常用平凡晶振標稱頻率有： 48kHz、500 kHz、503.5 kHz、1MHz～40.50 MHz等，關于請求的晶振頻率可到達1000 MHz以上，也有的沒有標稱頻率，如CRB、ZTB、Ja等系列。負載電容是指晶振的兩條引線銜接IC塊外部及內部一切有用電容之和，可看作晶振片在電路中串接電容。負載頻率差別決議振蕩器的振蕩頻率差別。標稱頻率雷同的晶振，負載電容紛歧定雷同。由于石英晶體振蕩器有兩個諧振頻率，一個是串聯揩振晶振的低負載電容晶振：另一個為并聯揩振晶振的高負載電容晶振。以是，標稱頻率雷同的晶振交換時還需請求負載電容一至，不可以冒然交換，不然會形成電器事情不正常。頻率精度和頻率穩固度：因為平凡晶振的功能根本都能到達普通電器的請求，關于高等設置裝備擺設還需求有的頻率精度和頻率穩固度。頻率精度從10^(-4) 量級到10^(-10)量不等。穩固度從±1到±100ppm不等。這要依據詳細的設置裝備擺設需求而選擇適宜的晶振，如通訊收集，無線數據傳輸等體系就需求高請求的石英晶體振蕩器。因而，晶振的參數決議了晶振的質量和功能。在實踐使用中要依據詳細請求選擇恰當的晶振，因差別功能的晶振其價錢差別，請求越低價格也越貴，普通選擇需饜足請求。
四、石英晶體振蕩器的開展趨向
1、小型化、薄片化和片式化：為饜足挪動德律風為代表的便攜式產物輕、薄、短小的請求，石英晶體振蕩器的封裝由傳統的裸金屬外殼覆塑料金屬向陶瓷封裝變化。比方TCXO這類器件的體積減少了30～100。應用SMD 封裝的TCXO厚度缺乏2mm，當前5×3mm尺寸的器件曾經上市。
2、高精度與高穩固度，當前無賠償式晶體振蕩器總精度也能到達±25ppm，VCXO的頻率穩固度在10～7℃范疇內普通可達±20～100ppm，而OCXO在統一溫度范疇內頻率穩固度普通為±0.0001～5ppm，VCXO節制在±25ppm以下。
3、低噪聲，高頻化，在GPS通訊體系中是不容許頻率哆嗦的，相位噪聲是表征振蕩器頻率哆嗦的一個緊張參數。當前OCXO主流產物的相位噪聲功能有很大改進。除VCXO外，別的范例的晶體振蕩器輸入頻率不越200MHz。比方用于GSM等挪動德律風的UCV4系列壓控振蕩器，其頻率為650～1700 MHz，電源電壓2.2～3.3V，事情電流8～10mA。