石英晶體振蕩器 

石英晶片之所以能當(dāng)為振蕩器使用，是基于它的壓電效應(yīng)：在晶片的兩個(gè)極上加一電場(chǎng)，會(huì)使晶體產(chǎn)生機(jī)械變形；在石英晶片上加上交變電壓，晶體就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，同時(shí)機(jī)械變形振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)，雖然這種交變電場(chǎng)的電壓極其微弱，但其振動(dòng)頻率是十分穩(wěn)定的。當(dāng)外加交變電壓的頻率與晶片的固有頻率(由晶片的尺寸和形狀決定)相等時(shí)，機(jī)械振動(dòng)的幅度將急劇增加，這種現(xiàn)象稱為“壓電諧振”。

在電子學(xué)上，通常將含有晶體管元件的電路稱作“有源電路”，而僅由電阻、電容元件組成的電路稱作“無(wú)源電路”。
無(wú)源晶振為crystal（晶體），而有源晶振則叫做oscillator（振蕩器）。

無(wú)源晶振是有2個(gè)引腳的無(wú)極性元件，需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號(hào)，自身無(wú)法振蕩起來(lái)，所以“無(wú)源晶振”這個(gè)說(shuō)法并不準(zhǔn)確；有源晶振有4只引腳，是一個(gè)完整的振蕩器，其中除了石英晶體外，還有晶體管和電阻、電容元件，因此體積較大。

晶體振蕩器是一種時(shí)間/頻率器件，由晶體諧振器和振蕩電路組成。

石英晶體振蕩器

按照其功能類型可分為四種：

SPXO 簡(jiǎn)單封裝晶體振蕩器,沒(méi)有電壓控制和溫度補(bǔ)償，頻率溫度特性取決于晶體單元，

稱為SPXO（Simple Packaged Crystal Oscillator ）或時(shí)鐘（Clock）晶振、鐘振。

VCXO電壓控制晶體振蕩器，壓控晶振就是利用改變控制電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出頻率的調(diào)整，簡(jiǎn)稱為VCO。壓控振蕩器內(nèi)部電路是由變?nèi)荻O管和石英晶體振蕩器電路組成的。變?nèi)荻O管是串聯(lián)在頻率控制回路當(dāng)中，通過(guò)改變加載在變?nèi)荻O管上的電壓來(lái)調(diào)整石英振蕩器的振蕩頻率，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出頻率的微調(diào)。壓控晶振比普通SPXO晶振使用要靈活得多。因?yàn)樗妮敵鲱l率可以實(shí)現(xiàn)微調(diào)，通過(guò)調(diào)整使輸出頻率達(dá)到*理想狀態(tài)。由于電壓控制腳是一個(gè)輸入腳，很容易帶入其他雜散信號(hào)，因此，在使用時(shí)要特別注意。壓控晶振廣泛應(yīng)用在工業(yè)和電信領(lǐng)域。

TCXO 溫度補(bǔ)償晶體振蕩器，通過(guò)附加的溫度補(bǔ)償電路使由周?chē)鷾囟茸兓a(chǎn)生的振蕩頻率變化量削減的一種石英晶體振蕩器。

溫補(bǔ)晶振中，對(duì)石英晶體振子頻率溫度漂移的補(bǔ)償方法主要有直接補(bǔ)償和間接補(bǔ)償兩種類型

（1）直接補(bǔ)償型 直接補(bǔ)償型溫補(bǔ)晶振TCXO是由熱敏電阻和阻容元件組成的溫度補(bǔ)償電路，在振蕩器中與石英晶體振子串聯(lián)而成的。在溫度變化時(shí)，熱敏電阻的阻值和晶體等效串聯(lián)電容容值相應(yīng)變化，從而抵消或削減振蕩頻率的溫度漂移。該補(bǔ)償方式電路簡(jiǎn)單，成本較低，節(jié)省印制電路板（PCB）尺寸和空間，適用于小型和低壓小電流場(chǎng)合。但當(dāng)要求晶體振蕩器精度小于±1pmm時(shí)，直接補(bǔ)償方式并不適宜。

（2）間接補(bǔ)償型 間接補(bǔ)償型又分模擬式和數(shù)字式兩種類型。模擬式間接溫度補(bǔ)償是利用熱敏電阻等溫度傳感元件組成溫度－電壓變換電路，并將該電壓施加到一支與晶體振子相串接的變?nèi)荻O管上，通過(guò)晶體振子串聯(lián)電容量的變化，對(duì)晶體振子的非線性頻率漂移進(jìn)行補(bǔ)償。該補(bǔ)償方式能實(shí)現(xiàn)±0.5ppm的高精度，但在3V以下的低電壓情況下受到限制。數(shù)字化間接溫度補(bǔ)償是在模擬式補(bǔ)償電路中的溫度—電壓變換電路之后再加上等模/數(shù)（A/D）變換器，將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。該法可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溫度補(bǔ)償，使晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度非常高，但具體的補(bǔ)償電路比較復(fù)雜，成本也較高，只適用于基地站和廣播電臺(tái)等要求高精度化的情況。

OCXO恒溫控制晶體振蕩器，多采用功率器件直接加熱的方法，一些指標(biāo)要求很高的

恒溫晶振使用恒溫槽。恒溫晶振（OCXO）是利用恒溫槽使晶體振蕩器或石英晶體振子的溫度保持恒定，將由周?chē)鷾囟茸兓鸬恼袷幤鬏敵鲱l率變化量削減到*小的晶體振蕩器。在恒溫晶振OCXO中，有的只將石英晶體振子置于恒溫槽中，有的是將石英晶體振子和有關(guān)重要元器件置于恒溫槽中，還有的將石英晶體振子置于內(nèi)部的恒溫槽中，而將振蕩電路置于外部的恒溫槽中進(jìn)行溫度補(bǔ)償，實(shí)行雙重恒溫槽控制法。

石英晶體振蕩器 常規(guī)批量生產(chǎn)可達(dá)到的穩(wěn)定度：

           SPXO        VCXO       TCXO           OCXO

 0-70℃   ±10 ppm   ±10 ppm    ±0.1 ppm    ±0.001 ppm

-20-70℃  ±25 ppm   ±25 ppm    ±0.28 ppm   ±0.01 ppm

-40-85℃  ±30 ppm   ±30 ppm    ±0.28 ppm    ±0.01 ppm

-55-125℃ ±50 ppm   ±50 ppm    ±1.0 ppm     ±N/A