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晶体谐振器的压电效应

石英晶体谐振器之所以有选频特性，是因为其具有“压电效应”和“压电谐振”现象，即在外加信号频率不同时，它可以呈现出不同的电抗特性，压电效应:机械力-----电荷电场

在石英晶体的两个电极上加一电场,晶片就会产生机械变形。反之，若在晶片的两侧施加机械玉力，则在晶片相应的方向上将产生电场

压电谐振:交变电压一频率相同的变形振动一交变电荷一回路中形成电流

晶体振荡器的功能作用

晶振在应用具体起到的作用，微控制器的时钟源可以分为两类：基于机械谐振器件的时钟源，如晶振、陶瓷谐振槽路；RC（电阻、电容）振荡器。一种是皮尔斯振荡器配置，适用于晶振和陶瓷谐振槽路。另一种为简单的分立RC振荡器。基于晶振与陶瓷谐振槽路的振荡器通常能提供非常高的初始精度和较低的温度系数。RC振荡器能够快速启动，成本也比较低，但通常在整个温度和工作电源电压范围内精度较差，会在标称输出频率的5%至50%范围内变化。但其性能受环境条件和电路元件选择的影响。需认真对待振荡器电路的元件选择和线路板布局。在使用时，陶瓷谐振槽路和相应的负载电容必须根据特定的逻辑系列进行优化。具有高Q值的晶振对放大器的选择并不敏感，但在过驱动时很容易产生频率漂移（甚至可能损坏）。影响振荡器工作的环境因素有：电磁干扰（EMI）、机械震动与冲击、湿度和温度。这些因素会增大输出频率的变化，增加不稳定性，并且在有些情况下，还会造成振荡器停振。上述大部分问题都可以通过使用振荡器模块避免。这些模块自带振荡器、提供低阻方波输出，并且能够在一定条件下保证运行。常用的两种类型是晶振模块和集成RC振荡器（硅振荡器）。晶振模块提供与分立晶振相同的精度。硅振荡器的精度要比分立RC振荡器高，多数情况下能够提供与陶瓷谐振槽路相当的精度。

 晶体振荡器的优点

a) 直接应用不需调整晶体频率；

b) 可得到晶体理论上的频率温度稳定度；

c) 振荡回路上可以附加多功能高标准应用；

d) 可以实现电路匹配，电性能更加稳定，还可以对某项电性能进一步倾向性优化，来满足特定需求。比如：低功耗，超宽温，低相噪低抖动，差分输出，多波形选择，排除电磁干扰晶振，压控晶振，温补晶振，恒温晶振，可编程晶振，特高频晶振等等。

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