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石英晶体编辑 播报

1. 外形、结构与图形符号 [1]

在石英晶体上按一定方位切下薄片，将薄片两端抛光并涂上导电的银层，再从银层上连出两个电极并封装起来，这样构成的元件叫石英晶体谐振器，简称石英晶体。石英晶体的外形、结构和图形符号如图1所示。 [1]

石英晶体 [1]

2. 特性 [1]

石英晶体有两个谐振频率，即fs和fp，fp略大于fs。当加到石英晶体两端信号的频率不同时，它会呈现出不同的特性，如图2所示，具体说明如下。 [1]

图2

图2 [1]



图2 石英晶体的特性 [1]

①当f=fs时，石英晶体呈阻性，相当于阻值小的电阻。 [1]

②当fs

③当f≥fp时，石英晶体呈容性，相当于电容。 [1]

电路符号编辑 播报

晶振是电子电路中最常用的电子元件之一，一般用字母“X”、“G”或“Z”表示，单位为Hz。晶振的图形符号如图3所示。 [2]

 晶振的图形符号 [2]

组成编辑 播报

晶振主要是由晶体和外围元器件构成的。图4为晶振的实物外形和内部结构及电路图形符号和等效电路。 [3]

图4

图4 [3]



图4 晶振的实物外形和内部结构及电路图形符号和等效电路 [3]

工作原理编辑 播报

晶振具有压电效应，即在晶片两极外加电压后晶体会产生变形，反过来如外力使晶片变形，则两极上金属片又会产生电压。如果给晶片加上适当的交变电压，晶片就会产生谐振（谐振频率与石英斜面倾角等有关系，且频率一定）。晶振利用一种能把电能和机械能相互转化的晶体，在共振的状态下工作可以提供稳定、精确的单频振荡。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。利用该特性，晶振可以提供较稳定的脉冲，广泛应用于微芯片的时钟电路里。晶片多为石英半导体材料，外壳用金属封装。 [2]

晶振常与主板、南桥、声卡等电路连接使用。晶振可比喻为各板卡的“心跳”发生器，如果主卡的“心跳”出现问题，必定会使其他各电路出现故障。 [2]

分类编辑 播报

1. 并联型晶体振荡器 [1]

并联型晶体振荡器如图5所示。三极管VT与R1、R2、R3、R4构成放大电路；C3为交流旁路电容，对交流信号相当于短路；X1为石英晶体，在电路中相当于电感。从交流等效图可以看出，该电路是一个电容三点式振荡器，C1、C2、X1构成选频电路，其选频频率主要由X1决定，频率接近fp。 [1]

图5

图5 [1]



图5 并联型晶体振荡器 [1]

电路振荡过程：接通电源后，三极管VT导通，有变化Ic电流流过VT，它包含着微弱的0～∞各种频率的信号。这些信号加到C1、C2、X1构成的选频电路，选频电路从中选出f0信号，在X1、C1、C2两端有f0信号电压，取C2两端的f0信号电压反馈到VT的基-射极之间进行放大，放大后输出信号又加到选频电路，C1、C2两端的信号电压增大，C2两端的电压又送到VT基-射极，如此反复进行，VT输出的信号越来越大，而VT放大电路的放大倍数逐渐减小，当放大电路的放大倍数与反馈电路的衰减系数相等时，输出信号幅度保持稳定，不会再增大，该信号再送到其他的电路。 [1]

2. 串联型晶体振荡器 [1]

串联型晶体振荡器如图6所示。该振荡器采用了两级放大电路，石英晶体X1除了构成反馈电路外，还具有选频功能，其选频频率f0=fs，电位器RP1用来调节反馈信号的幅度。 [1]