1、品體振蕩器，簡稱晶振。在電氣上它可以等效成一個電容和 一個電阻并聯再串連一個電容的二端網絡，電工學上這個網 絡有兩個諧振點，以頻率的高低分其中較低的頻率是串連諧 振，較高的頻率是并聯諧振。由于晶體自身的特性致使這兩 個頻率的距離相當的接近，在這個極窄的頻率規模內，晶振 等效為一個電感，所以只要晶振的兩端并聯上合適的電容它 就會組成并聯諧振電路。這個并聯諧振電路加到一個負反響 電路中就可以構成正弦波振蕩電路，由于晶振等效為電感的 頻率規模很窄，所以即使其他元件的參數變更很午夜，這個 振蕩器的頻率也不會有很午夜的變更。晶振有一個重要的參數，那就是負載電容值，選擇與負 載電容值相等的并聯電容，就可以

2、獲得晶振標稱的諧振頻 率。一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放午夜器（注意是 放午夜器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個電容辨別 接到晶振的兩端，每個電容的另一端再接到地，這兩個電容 串連的容量值就應該即是負載電容，請注意一般IC的引腳 都有等效輸入電容，這個不克不及忽略。一般的晶振的負載電容為15p或12.5p，如果再考慮元 件引腳的等效輸入電容，則兩個22p的電容構成晶振的振蕩 電路就是比較好的選擇。品體振蕩器也分為無源晶振和有源晶振兩種類型。無源晶振與有源晶振（諧振）的英文名稱不合，無源晶振為cry 令狐采學創作令狐采學創作stal （品體），而有源晶振則叫做oscillator （振蕩

3、器）。無 源晶振需要借助于時鐘電路才干產生振蕩信號，自身無法振 蕩起來，所以“無源晶振”這個說法其實禁絕確；有源晶振 是一個完整的諧振振蕩器。諧振振蕩器包含石英（或其晶體資料）品體諧振器，陶 瓷諧振器，LC諧振器等。晶振與諧振振蕩器有其共同的交集有源晶體諧振振蕩 器。石英晶片所以能做振蕩電路（諧振）是基于它的壓電效 應，從物理學中知道，若在晶片的兩個極板間加一電場，會 使晶體產生機械變形；反之，若在極板間施加機械力，又會 在相應的標的目的上產生電場，這種現象稱為壓電效應。如 在極板間所加的是交變電壓，就會產生機械變形振動，同時 機械變形振動又會產生交變電場。一般來說，這種機械振動 的振幅是比較

4、小的，其振動頻率則是很穩定的。但當外加交 變電壓的頻率與晶片的固有頻率（決定于晶片的尺寸）相等 時，機械振動的幅度將急劇增加，這種現象稱為壓電諧振， 因此石英晶體又稱為石英晶體諧振器。其特點是頻率穩定 度很高。石英品體振蕩器與石英晶體諧振器都是提供穩定電路頻率 的一種電子器件。石英品體振蕩器是利用石英晶體的壓電效 應來起振，而石英晶體諧振器是利用石英品體和內置IC來 共同作用來工作的。振蕩器直接應用于電路中，諧振器工作 令狐采學創作令狐采學創作時一般需要提供3.3V電壓來維持工作。振蕩器比諧振器多 了一個重要技術參數為：諧振電阻（RR），諧振器沒有電阻 要求RR的午夜小直接影響電路的性能，也是

5、各商家競爭的 一個重要參數。概述微控制器的時鐘源可以分為兩類：基于機械諧振器件的 時鐘源，如晶振、陶瓷諧振槽路；基于相移電路的時鐘源, 如：RC （電阻、電容）振蕩器。硅振蕩器通常是完全集成的RC振蕩器，為了提高穩定性，包含有時鐘源、匹配電阻和電容、溫度賠償等。圖1給出了兩種時鐘源。圖1給出了兩個 分立的振蕩器電路，其中圖1a為皮爾斯振蕩器配置，用于 機械式諧振器件，如晶振和陶瓷諧振槽路。圖1b為簡單的RC反響振蕩器。C反響振蕩器。WS(b)機械式諧振器與RC振蕩器的主要區別基于晶振與陶瓷諧振槽路（機械式）的振 蕩器通常能提供很是高的初始精度和較低的溫度系數。相對 而言，RC振蕩器能夠快速啟動

6、，本錢也比較低，但通常在整個溫度和工作電源電壓規模內精度較差，會在標稱輸出頻率 的5%至50%規模內變更。圖1所示的電路能產生可靠的時鐘 信號，但其性能受環境條件和電路元件選擇以及振蕩器電路 規劃的影響。需認真看待振蕩器電路的元件選擇和線路板規 劃。在使用時，陶瓷諧振槽路和相應的負載電容必須根據特 定的邏輯系列進行優化。具有高Q值的晶振對放年夜器的選 擇其實不敏感，但在過驅動時很容易產生頻率漂移(甚至可 能損壞)。影響振蕩器工作的環境因素有：電磁干擾(EMI)、 機械震動與沖擊、濕度和溫度。這些因素會增年夜輸出頻率 的變更，增加不穩定性，并且在有些情況下，還會造成振蕩 器停振。振蕩器模塊上述午

7、夜部分問題都可以通過使用振蕩器模塊避免。這 些模塊自帶振蕩器、提供低阻方波輸出，并且能夠在一定條 件下包管運行。最經常使用的兩種類型是晶振模塊和集成硅 振蕩器。晶振模塊提供與分立晶振相同的精度。硅振蕩器的 精度要比分立RC振蕩器高，大都情況下能夠提供與陶瓷諧 振槽路相當的精度。功耗選擇振蕩器時還需要考慮功耗。分立振蕩器的功耗主要 由反響放午夜器的電源電流以及電路內部的電容值所決定。令狐采學創作令狐采學創作CMOS放午夜器功耗與工作頻率成正比，可以暗示為功率耗散 電容值。比方，HC04反相器門電路的功率耗散電容值是90p F。在4MHz、5V電源下工作時，相當于1.8mA的電源電流。 再加上20

8、pF的晶振負載電容，整個電源電流為2.2mA。陶瓷諧振槽路一般具有較午夜的負載電容，相應地也需 要更多的電流。相比之下，品振模塊一般需要電源電流為10mA至60m A。硅振蕩器的電源電流取決于其類型與功能，規模可以從 低頻（固定）器件的幾個微安到可編程器件的幾個毫安。一種 低功率的硅振蕩器，如MAX7375，工作在4MHz時只需不到2 mA的電流。結論在特定的微控制器應用中，選擇最佳的時鐘源需要綜合 考慮以下一些因素：精度、本錢、功耗以及環境需求。下表 給出了幾種經常使用的振蕩器類型，并闡發了各自的優缺 點。令狐采學晶振電路的作用電容年夜小沒有固定值。一般二三十p。晶振是給單片機提供令狐采學創

9、作工作信號脈沖的。這個脈沖就是單片機的工作速度。比方12M晶振。單片機工作速度就是每秒12M。和電腦的CPU概念一樣。固 然。單片機的工作頻率是有規模的。不克不及太年夜。一般24M 就不上去了。不然不穩定。接地的話數字電路弄的來亂一點也無所謂。看板子上有沒有模 擬電路。接處所式也是不固定的。一般串連式接地。從小信號到年 夜信號依次接。然后小信號連到接地來削減偕波對電路的穩定性的 影響，所以晶振所配的電容在10pf50pf之間都可以的，沒有什么 計算公式。可是主流是接入兩個33pf的瓷片電容，所以還是隨主流。晶振電路的原理晶振是晶體振蕩器的簡稱，在電氣上它可以等效成一個電容和 一個電阻并聯再串連

10、一個電容的二端網絡，電工學上這個網絡有兩 個諧振點，以頻率的高低分其中較低的頻率是串連諧振，較高的頻 率是并聯諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個頻率的距離相當的 接近，在這個極窄的頻率規模內，晶振等效為一個電感，所以只要 晶振的兩端并聯上合適的電容它就會組成并聯諧振電路。這個并聯 諧振電路加到一個負反響電路中就可以構成正弦波振蕩電路，由于 晶振等效為電感的頻率規模很窄，所以即使其他元件的參數變更很 年夜，這個振蕩器的頻率也不會有很年夜的變更。晶振有一個重要的參數，那就是負載電容值，選擇與負載電容 值相等的并聯電容,就可以獲得晶振標稱的諧振頻率。一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放年夜器（注意是放

11、年夜 令狐采學創作令狐采學創作器不是反相器)的兩端接入晶振，再有兩個電容辨別接到晶振的兩 端，每個電容的另一端再接到地，這兩個電容串連的容量值就應該 即是負載電容，請注意一般IC的引腳都有等效輸入電容，這個不克 不及忽略。一般的晶振的負載電容為15p或12.5p，如果再考慮元件引腳 的等效輸入電容，則兩個22p的電容構成晶振的振蕩電路就是比較 好的選擇。晶振電路中罕見問題晶振電路中如何選擇電容C1，C2?:因為每一種晶振都有各自的特性，所以最好按制造廠商所 提供的數值選擇外部元器件。:在許可規模內，C1，C2值越低越好。C值偏年夜雖有利于 振蕩器的穩定，但將會增加起振時間。:應使C2值年夜于C

12、1值，這樣可使上電時，加快晶振起振。在石英晶體諧振器和陶瓷諧振器的應用中，需要注意負載電容 的選擇。不合廠家生產的石英晶體諧振器和陶瓷諧振器的特性和品 質都存在較年夜差別，在選用，要了解該型號振蕩器的關鍵指標， 如等效電阻，廠家建議負載電容，頻率偏差等。在實際電路中，也 可以通過示波器觀察振蕩波形來判斷振蕩器是否工作在最佳狀態。 示波器在觀察振蕩波形時，觀察OSCO管腳(Oscillator output)， 應選擇100MHz帶寬以上的示波器探頭，這種探頭的輸入阻抗高， 容抗小，對振蕩波形相對影響小。(由于探頭上一般存在1020pF 的電容，所以觀測時，適當減小在OSCO管腳的電容可以獲得更

13、接 令狐采學創作令狐采學創作近實際的振蕩波形)。工作良好的振蕩波形應該是一個漂亮的正弦 波，峰峰值應該年夜于電源電壓的70%。若峰峰值小于70%，可適當 減小OSCI及OSCO管腳上的外接負載電容。反之，若峰峰值接近電 源電壓且振蕩波形產生畸變，則可適當增加負載電容。用示波器檢測OSCI(Oscillator input)管腳，容易招致振蕩器 停振，原因是：部分的探頭阻抗小不成以直接測試，可以用串電容的辦法來進 行測試。如經常使用的4MHz石英晶體諧振器，通常廠家建議的外 接負載電容為1030pF左右。若取中心值15pF，則C1，C2各取30pF 可獲得其串連等效電容值15pF。同時考慮到還另外存在的電路板散 布電容，芯片管腳電容，晶體自身寄生電容等城市影響總電容值， 故實際配置C1，C2時，可各取2015pF左右。并且C1，C2使用瓷 片電容為佳。問：如何判斷電路中晶振是否被過分驅動？答：電阻RS經常使用來避免晶振被過分驅動。過分驅動晶振會 漸漸損耗減少晶振的接觸電鍍，這將引起頻