晶振的工作原理及作用

Release time：2024-06-04
author：AMEYA360
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　　晶体振荡器是一种将电信号转换为机械振动信号的装置，常用于电子设备中以产生稳定的频率。晶振在现代电子领域中发挥着重要的作用，其稳定性和精准性使得它成为许多电子设备中必不可少的元件之一。

晶振的工作原理及作用

　　1.晶振的工作原理

　　晶振的工作原理基于晶体的压电效应和谐振现象。晶振中最常见的晶体为石英晶体，因其稳定性和可靠性而被广泛应用。

　　压电效应：当晶体受到外力或外加电场时，会引起内部正负电荷的位移，从而产生电势差。这种机械应变导致晶体内部产生电势差，这被称为压电效应。

　　谐振现象：晶振中的晶体会在特定频率下表现出谐振现象，即对该频率的信号具有放大响应。当晶体受到外加电场刺激时，会产生共振现象，输出一个稳定的频率信号。

　　振荡回路：晶振通常由晶体振荡器和振荡回路组成。振荡回路提供反馈，使得晶体产生持续的振荡，并且通过控制振荡回路的参数，可以调节晶振的频率。

　　2.晶振的作用

　　晶振在电子领域中有着广泛的应用，其作用主要体现在以下几个方面：

　　时钟信号生成：晶振被广泛用于电子设备中作为时钟信号的来源。稳定的频率振荡使得设备能够精确地执行计时功能，例如计算机、手机等各种电子设备。

　　通信系统：在无线通信系统中，晶振用于产生射频信号的频率，确保数据传输的准确性和稳定性。手机、卫星通信等系统都需要晶振来保证通信质量。

　　测量仪器：在科学实验和工程领域中，测量仪器通常需要精确的时间基准。晶振提供了高精度的时钟信号，确保测量数据的准确性。

　　计算设备：从微处理器到电子脑芯片，晶振都是保障其运行的关键组件。计算设备需要通过晶振来同步各个组件的操作，以确保整个系统的稳定性和性能。

　　工业控制：自动化系统和工业控制设备通常需要精确的时序控制。晶振提供了可靠的时钟信号，确保设备按照预定的时间序列运行。

　　3.晶振的类型

　　压电晶体振荡器：压电晶体振荡器是晶振中最常见的类型之一。它使用晶片的压电效应来实现振荡。PEO具有高稳定性和频率精度，被广泛应用于高要求的电子设备中。

　　表面声波晶体振荡器：表面声波晶体振荡器采用表面声波传播原理来产生振荡。SAW晶振相对较小且功耗低，适合于集成电路和移动设备中的应用。

　　振荡石英晶体：振荡石英晶体是一种高精度的晶振，主要用于要求极高频率稳定性和温度稳定性的场合，如卫星导航系统和科学仪器中。

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晶科鑫：晶振好坏怎么判？看看这几道制作工序
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晶科鑫：晶振好坏怎么判？看看这几道制作工序

　　还记得我们上一篇里面提到的晶体振荡器的构成吗?　　事实上在石英晶体振荡器的生产过程中包含切割、镀银、点胶、微调等十几道工序，就好比一条铁链，它的结实程度取决于拉力最差的那条链。、　　对于晶振制造来说，我们最应该重视哪几个环节，从制作工序中评晶振优劣就是咱们今天需要聊的内容啦。　　首先对于石英晶振来讲，最重要的原料就是石英晶片，在切割中最重要的工序就是定角，因为石英晶片的取向，那么它的压电特性、强度特性及弹性特性就有所不同。　　晶体的切割可分为AT-CUT, BT-CUT, SC-CUT等,切割角度决定了石英晶振的基本频率偏差， 每种切法对应一个角度，采用哪一种切法是根据实际需求而定。　　(晶体切割角度的频率对温度特性曲线图)　　AT角度切割的石英芯片适用在数mHz到数佰mHz的频率范围,角度选择在35°12′，从图上可以看到AT角度切割下的晶体频率和温度都是比较稳定的，所以AT角度切割是石英芯片应用范围最广范及使用数量最多的一种切割应用方式。　　晶振是由石英晶体的压电效应制作而成的，利用压电效应，在晶体的两侧施加交变电压，使晶体产生机械振动并同时产生交变电场。　　而镀银是为了导电，若晶体不能导电那么它就不能工作。　　在基座上面用银胶(导电胶)固定，这个时候的固定角度再一次决定了石英晶振的基本频率偏差。　　利用高精密度的测试设备，可以测量出石英晶振的输出频率，在测试的时候可以再次补银做微调，以提高工作精度。　　晶体内部需要抽取真空充氮气，若发生压封不良的情况，即表现为石英晶体密封性不好，那么在酒精加压的条件下，会有漏气的表现，称之为双漏，这回导致晶振停振也就是不良。　　晶振生产的全部工序都必须在严格的环境中进行，采用智能化设备不仅可减少产品在生产过程中因人为因素造成的损失，而且还可提升工厂智能化水平及整体产能哦!
2025-05-12 14:47 reading：203
如何测量晶振的好坏
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如何测量晶振的好坏

　　在购买晶振时，许多客户在挑选晶振的同时，价格肯定希望越低越好，但是在这个价格的基础下，有可能买到劣质的晶振产品或者是不良品。那如何快速辨别晶振的好坏?　　辨别晶振质量的好坏有两种方法：　　晶振辨别方法总体为两种：第一种是肉眼识别法(晶振外观识别、印字标识识别、晶振包装风格);第二种是万用表检测法;　　一、从晶振外观、标识、包装辨别晶振品质　　(1)晶振外观识别　　外观检测也是晶振工艺的重要的一环，外观方面的检查，从外壳到基座及引线，有条件的可以使用放大镜观看，从不同角度进行不同方位的检查，光亮程度是否有模糊的地方，外壳是否干净等，新的晶振外表基本没有明显的手印和附带的其他碎屑。其次需要注意外壳和基座之间的压封贴合部分有没有整齐。做工粗糙的晶振，肉眼就可观测到外观有缝隙，压封贴合有不同程度的突起和变形，无光泽、甚至有轻微发黄和氧化的现象即为劣质产品。还有一种是外观二等品，其性能都是好的，只是在外观检测不过关，所以就只能算是外观二等品。　　(2)印字标识识别　　正品晶振特征：正品原厂生产的晶振，外壳的正面在晶振检测通过后，才会进入下一道工序，激光印字，印字是采用激光打印的方式进行印字，都是经过激光机器调试后打印，从激光的力度和角度，都是有严格的规格要求，印字大小整体比例合适，清晰整齐，看起来很舒适，突出晶振厂家标识;是为了避免某些晶振有品质问题后，便于客户或者厂家追溯回来，进行产品原因分析。是那些方面引起的，这也是区别。　　高仿晶振特征：　　那么高仿的晶振是如何辨别，滥竽充数的晶振都喜欢采用中性的字样，因为不同厂家的激光打印，所调试的激光力度和角度都是不一样，所以高仿的产品都是按照自己随便打印的，印字方面可以当作衡量正品的重要因素。高仿做工方面，外壳通常采用的比较薄、较差的金属材质，激光打字时就很容易打穿晶振的外壳，导致晶振漏气而产生电性能不稳定。　　(3)晶振包装风格　　晶振原厂出库的晶振，都是统一要求包装，包装风格外观干净大方，外盒有明显带有公司商标或者公司名称的产品标签，封装标签中含有产品型号、规格大小、精度要求、电阻多少、数量多少、QC检测确认、生产日期等主要晶振参数信息，便于用于客户方面核查入仓和生产、核对，也是产品生产全程可追溯的重要一环。假如外观包装方面来看，外箱破烂，箱子使用次数很多次，多次封箱，每个箱子都不一样，每一批货都有不同的标记，如果连细节方面都不重视的话，肯定也会对这样的包装质量感到担心。因此，可以从包装就能看出对晶振制作的用心、对客户的认真。　　二、用万用表检测晶振的方法　　1、用万用表( R×10K档)测晶振两端的电阻值：若为无穷大，说明晶振无短路或漏电;　　2、用数字电容表(或数字万用表的电容档)测量其电容，一般损坏的晶振容量明显减小(不同的晶振其正常容量具有一定范围，可测量好的得到，一般在几十到几百PF;　　3、贴近耳朵轻摇，有声音就一定是坏的(内部的晶片已经碎了，还能用的话频率也变了);　　4、测试输出脚电压。一般正常情况下，大约是电源电压的一半。因为输出的是正弦波(峰值接近源电压)，用万用表测量时,就差不多是一半啦;　　5、用替换法或示波器测量。
2025-05-07 14:16 reading：262
晶振在对讲机系列中的应用
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晶振在对讲机系列中的应用

　　晶振应用——在对讲机系列　　对讲机是一种无线通信设备，通过电磁波传输语音信号，实现短距离的实时双向通话。它通常用于需要即时沟通的场景，如公共安全、应急救援、建筑施工、物流管理和户外活动。　　对讲机特点：       即时通信：无需网络或基站支持，按键即可通话。　　频段支持：主要工作在VHF(超高频)或UHF(特高频)频段。　　便携性：体积小、功耗低，适合长时间使用。　　多功能性：部分设备支持定位、加密通信、组群通话等功能。　　现代对讲机因其可靠性和便捷性，广泛应用于各类专业场景和消费者市场。　　晶振是对讲机的核心频率生成组件，确保信号的稳定传输和接收。　　晶振的主要作用：　　01参考频率源　　晶振为对讲机射频模块提供精准的参考频率，用于调制和解调信号。　　02频率稳定性　　在多变环境下，晶振的高稳定性确保对讲机的通话质量，避免频率漂移。　　03温度补偿　　部分对讲机使用TCXO(温补晶振)，适应温度变化，提升性能。　　04多频段支持　　部分对讲机使用TCXO(温补晶振)，适应温度变化，提升性能。　　晶振在对讲机产品中提升了通信可靠性和抗干扰能力，是其不可或缺的重要组件。　　常见晶振频率：　　针对高端对讲机，多采用TCXO/VCTCXO 晶振，以确保通信在不同工作范围内的信号可靠性。
2025-04-29 09:29 reading：254
晶振误差是什么原因?控制晶振误差的有效办法?
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晶振误差是什么原因?控制晶振误差的有效办法?

　　晶振(Crystal Oscillator)在电子设备中被广泛应用，用于提供高稳定性的时钟信号。然而，晶振的频率可能会存在一定程度的误差，影响设备的性能和准确性。本文将探讨晶振误差的原因，以及有效控制晶振误差的方法。　　1. 晶振误差的原因　　晶振频率误差可能受到多种因素的影响，主要原因包括以下几点：　　温度变化： 温度是晶振频率漂移的主要原因之一。晶振的频率随温度变化而变化，不同类型的晶体具有不同的温度特性。　　Aging效应： 随着时间的推移，晶振元件会逐渐老化，晶格结构发生变化，导致频率漂移。　　供电波动： 电源噪声和波动也会对晶振频率产生影响，特别是在电源线上存在大量干扰时。　　机械震动： 外界的机械震动或振动可能会引起晶振元件的微小变形，进而影响晶振的频率稳定性。　　2. 控制晶振误差的有效办法　　为了控制晶振的频率误差，可以采取以下有效办法：　　温度补偿技术： 使用温度传感器监测环境温度，并结合温度补偿电路来调节晶振的工作参数，使其能够在不同温度下保持稳定的频率输出。　　Aging补偿： 通过周期性地校准和调整晶振频率，可以降低Aging效应对频率的影响，延长晶振的使用寿命。　　优质电源供电： 提供稳定、纯净的电源供电，减少电源波动和噪声对晶振频率的干扰，可采用去耦电容等方法来改善电源线质量。　　机械防护： 合理设计机械结构、加入防震措施，可以有效减少外部机械振动对晶振的影响，提高频率稳定性。　　3. 精密校准和测试　　对于需要极高精度的应用，如通信设备、精密仪器等领域，在生产和维护过程中进行精密的校准和测试也是非常重要的控制手段。　　精密校准：使用精密的频率计或频谱分析仪对晶振进行频率校准，使其输出频率符合设计要求。　　环境控制：在运行和测试晶振时，控制环境温度和湿度，避免外部环境变化对晶振频率的干扰。　　故障诊断：定期检查晶振电路，监测频率漂移情况，及时发现并解决故障，保证设备的正常运行。　　晶振误差是由多种因素引起的，包括温度、Aging效应、供电波动和机械震动等。控制晶振误差的有效方法包括温度补偿技术、Aging补偿、优质电源供电和机械防护。此外，精密校准和测试也是降低晶振误差的重要手段。通过综合应用这些方法，可以有效控制晶振的频率误差，提高设备的性能和稳定性，满足各种应用领域对高精度时钟信号的需求。
2025-04-15 14:58 reading：434
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