什么是晶振?

2024-05-19 06:52

1. 什么是晶振?

晶振又称石英晶体,是电子产品中最常用的元件之一,主要用于振荡器电路中。晶振主要由晶片、导电胶、电极等器件组成。晶振是石英晶体谐振器(quartz crystal oscillator)的简称,也称有源晶振,它能够产生中央处理器(CPU)执行指令所必须的时钟频率信号,CPU一切指令的执行都是建立在这个基础上的,时钟信号频率越高,通常CPU的运行速度也就越快。

什么是晶振?

2. 晶振和振荡器的关系?

晶振只是一个元件,而振荡器一由几个元件组成的电路。
晶振全称为晶体振荡器,其作用在于产生原始时钟频率,这个频率 
经过频率发生器的放大或缩小后就成了电脑中各种不同的总线频率。只是一个元件。
振荡器是用来产生重复电子讯号(通常是正弦波或方波)的电子元件。其构成的电路叫做振荡器。能将直流电转换为具有一定频率交流电信号输出的电子电路或装置。

3. 什么是晶振

晶振,即晶体振荡器。
有一些电子设备需要频率高度稳定的交流信号,而LC振荡器稳定性较差,频率容易漂移(即产生的交流信号频率容易变化)。在振荡器中采用一个特殊的元件——石英晶体,可以产生高度稳定的信号,这种采用石英晶体的振荡器称为晶体振荡器。

1. 外形、结构与图形符号
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。

2. 特性
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。
①当f=fs时,石英晶体呈阻性,相当于阻值小的电阻。
②当fs<f<fp时,石英晶体呈感性,相当于电感。
③当f≥fp时,石英晶体呈容性,相当于电容。

3.电路符号: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。

4.组成:晶振主要是由晶体和外围元器件构成的。

5.工作原理: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。

什么是晶振

4. 晶振是干什么的? 为什么要用晶振

我知道
晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。
2.YXC晶振结合单片机内部的电路,产生单片机所必须的时钟频率,单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的。晶振如同道路上的交通灯,为道路上车辆的正常行驶,提供一定频率节奏。

5. 晶振为什么不起振?

石英晶振就是用石英材料做成的石英晶体谐振器,俗称晶振。其作用在于产生原始的时钟频率,这个频率,晶振经过频率发生器的放大或缩小后就成了电脑中各种不同的总线频率。因为晶振具有良好的稳定性,抗干扰性能良好,所以被 广泛应用于各种电子产品中,比如:卫星通信系统、移动通讯系统、GPS导航系统、精密计测仪器及消费类民用电子产品中 。
因其具有频率稳定度高这一特点所以石英晶振在电子技术领域中一直占有重要的地位。晶振的发展史上我们可以看到从1990--1999年,晶振工艺从不成熟走向成熟,质量从不稳定走向稳定,从2000--2004年,晶体行业属于快速发展阶段,从2005-2009年石英晶体振荡器在电子元器件上的市场逐渐走向大供求化, 2010年以后电子市场开始走向品牌化,不断有人追寻质量和价格上的双优化.但是由于电子市场的巨大化,也使得不少人心里打了喝上一口汤的心理,大量生产,打着质量最好价格最低,所谓的物美价廉旗号,既不重视质量又不重视管理质量的,只重视赚钱的.所以由于各方面的人为、生产问题使得广大的采购朋友们在把晶振买回去后出现大量的晶振不起振,在这里我们今天请来了深圳市兆现电子有限公司资深工程师为大家分析晶振为何不起振。
a.在检漏工序中,就是在酒精加压的环境下,晶体容易产生碰壳现象,即振动时芯片跟外壳容易相碰,从而晶体容易发生时振时不振或停振;
b. 在压封时,晶体内部要求抽真空充氮气,如果发生压封不良,即晶体的密封性不好时,在酒精加压的条件下,其表现为漏气,称之为双漏,也会导致停振;
c. 由于芯片本身的厚度很薄,当激励功率过大时,会使内部石英芯片破损,导致停振;
d. 有功负载会降低Q值(即品质因素),从而使晶体的稳定性下降,容易受周边有源组件影响,处于不稳定状态,出现时振时不振现象;
e. 由于晶体在剪脚和焊锡的时候容易产生机械应力和热应力,而焊锡温度过高和作用时间太长都会影响到晶体,容易导致晶体处于临界状态,以至出现时振时不振现象,甚至停振;
f.在焊锡时,当锡丝透过线路板上小孔渗过,导致引脚跟外壳连接在一块,或是晶体在制造过程中,基座上引脚的锡点和外壳相连接发生单漏,都会造成短路,从而引起停振;
g.当晶体频率发生频率漂移,且超出晶体频率偏差范围过多时,以至于捕捉不到晶体的中心频率,从而导致芯片不起振。
专家建议处理方法:
严格按照技术要求的规定,对石英晶体组件进行检漏试验以检查其密封性,及时处理不良品并分析原因;压封工序是将调好的谐振件在氮气保护中与外壳封装起来,以稳定石英晶体谐振器的电气性能。在此工序应保持送料仓、压封仓和出料仓干净,压封仓要连续冲氮气,并在压封过程中注意焊头磨损情况及模具位置,电压、气压和氮气流量是否正常,否则及时处理。其质量标准为:无伤痕、毛刺、顶坑、弯腿,压印对称不可歪斜。 由于石英晶体是被动组件,它是由IC提供适当的激励功率而正常工作的,因此,当激励功率过低时,晶体不易起振,过高时,便形成过激励,使石英芯片破损,引起停振。所以,应提供适当的激励功率。另外,有功负载会消耗一定的功率,从而降低晶体Q值,从而使晶体的稳定性下降,容易受周边有源组件影响,处于不稳定状态,出现时振时不振现象,所以,外加有功负载时,应匹配一个比较合适有功负载。 控制好剪脚和焊锡工序,并保证基座绝缘性能和引脚质量,引脚镀层光亮均匀无麻面,无变形、裂痕、变色、划伤、污迹及镀层剥落。为了更好地防止单漏,可以在晶体下加一个绝缘垫片。 当晶体产生频率漂移而且超出频差范围时,应检查是否匹配了合适的负载电容,可以通过调节晶体的负载电容来解决。
不知道各位采购商朋友学会了没呢?如果还有不懂的可以随时找到我们“深圳市兆现电子有限公司”。作者:兆现电子

晶振为什么不起振?

6. 晶振是什么

晶振就是一些电子设备需要频率高度稳定的交流信号,而LC振荡器稳定性较差,频率容易漂移(即产生的交流信号频率容易变化)。在振荡器中采用一个特殊的元件——石英晶体,可以产生高度稳定的信号。
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。
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。
应用
1. 晶振电路在彩色电视机电路中的应用
彩色电视机中的晶振电路一般用于系统控制电路和解码电路中。
2. 晶振电路在电脑主板中的应用
晶振电路在电脑主板上也是比较常见的,主要有时钟晶体振荡电路、实时晶体振荡电路、声卡晶体和网卡晶体等
3. 晶振电路在电磁炉中的应用
在电磁炉电路中,晶体振荡器常用作微处理器(或微控制器)的时钟信号源,时钟信号是整机工作不可缺少的信号,如果没有时钟信号,那么微处理器将无法启动和工作。

7. 什么是晶振?

晶振一般叫做晶体谐振器,是一种机电器件,是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。这种晶体有一个很重要的特性,如果给他通电,他就会产生机械振荡,反之,如果给他机械力,他又会产生电,这种特性叫机电效应。他们有一个很重要的特点,其振荡频率与他们的形状,材料,切割方向等密切相关。由于石英晶体化学性能非常稳定,热膨胀系数非常小,其振荡频率也非常稳定,由于控制几何尺寸可以做到很精密,因此,其谐振频率也很准确。根据石英晶体的机电效应,我们可以把它等效为一个电磁振荡回路,即谐振回路。他们的机电效应是机-电-机-电....的不断转换,由电感和电容组成的谐振回路是电场-磁场的不断转换。在电路中的应用实际上是把它当作一个高Q值的电磁谐振回路。由于石英晶体的损耗非常小,即Q值非常高,做振荡器用时,可以产生非常稳定的振荡,作滤波器用,可以获得非常稳定和陡削的带通或带阻曲线。 
  晶振是石英振荡器的简称,英文名为Crystal,它是时钟电路中最重要的部件,它的作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率,它就像个标尺,工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定,自然容易出现问题。由于制造工艺不断提高,现在晶振的频率偏差、温度稳定性、老化率、密封性等重要技术指标都很好,已不容易出现故障,但在选用时仍可留意一下晶振的质量。晶振在应用具体起到什么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。最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。选择振荡器时还需要考虑功耗。分立振荡器的功耗主要由反馈放大器的电源电流以及电路内部的电容值所决定。CMOS放大器功耗与工作频率成正比,可以表示为功率耗散电容值。比如,HC04反相器门电路的功率耗散电容值是90pF。在4MHz、5V电源下工作时,相当于1.8mA的电源电流。再加上20pF的晶振负载电容,整个电源电流为2.2mA。陶瓷谐振槽路一般具有较大的负载电容,相应地也需要更多的电流。相比之下,晶振模块一般需要电源电流为10mA~60mA。硅振荡器的电源电流取决于其类型与功能,范围可以从低频(固定)器件的几个微安到可编程器件的几个毫安。一种低功率的硅振荡器,如MAX7375,工作在4MHz时只需不到2mA的电流。在特定的应用场合优化时钟源需要综合考虑以下一些因素:精度、成本、功耗以及环境需求。
  晶振是控制CPU的时钟频率的,也就是产生高低电平的周期(产生一个高电平,和一个低电平为一个周期,)一般说来次频率越高,电脑在单位时间里处理的速度越快晶振本身并不产生振荡,但它会以一个固定的频率与外电路发生谐振,前提是外电路的振荡频率必须与晶振的固有振荡频率相一致,起码也要非常接近,否则电路将停振。关于测试,一般业余情况下用万用表测有电阻(指表针动)则已损坏(振荡频率很低的表针也会略摆,但马上归零),表针不动(电阻无穷大),有可能好,有可能引线开路。

什么是晶振?

8. 什么是晶振

晶振,晶体振荡器的简称。利用一些材料的压电效应制成。由于具有很高的的频率稳定度。所以常用在电路中作为基准时钟信号的稳定元件。
几乎所有数字电路(计算机)及对信号频率稳定度有很高要求的场所都会用到晶振