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晶振相关知识武汉森华科技有限公司2009年4月一、什么是晶振 晶振：即所谓石英晶体谐振器和石英晶体时钟振荡器的统称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 二、晶振的作用二、晶振的作用 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 二、晶振的作用 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Q值的概念：Quality FctorQ值-质量因素:是衡量晶振器件的主要参数.是指晶振在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比.电感器的Q值越高,其损耗越小,效率越高电路的品质因素越高，电感或电容上的电压比外加电压越高三、晶振的分类TCXO：温度补偿晶体振荡器VCXO：电压控制晶体振荡器OCXO：恒温控制晶体振荡器OSC/SPXO：普通晶振MCXO/PTCXO：数字补偿晶体振荡器四、泰艺晶振优势介绍1、公司情况：泰艺公司成立于1976年，有30多年做频率产品的经验，产品系列非常专业、专一，可以提供一站式的服务。

泰艺产品系列非常全TCXO，VCXO，OCXO，OSC/SPXO低端，中端，高端的晶振都可提供，这在国内的晶振厂家中是仅有的泰艺2008年销售额为：6亿人民币，主要客户有：华为、中兴，NEC，NOKIA，西门子，飞利浦、鸿基、D-LINK等等2、泰艺可以自己生产晶片，晶片是晶振中最核心的材料，一般厂家都是在国外或日本进口，但是泰艺在江西永安建了一个晶片厂专门做晶片从晶棒到晶片都是自己在做目前国内大多数厂家都是在日本进口的，存在几点忧患：材料受限：日本自己也做晶振，这样材料就会受限成本受限：在成本控制上，他们没有主动权四、泰艺晶振优势介绍3、货期：泰艺在国内和国外分别设有工厂，深圳的工厂是做普通晶振的，南京公司是做高端晶振的，美国有一个专门做OCXO的商端晶振的工作，此工厂专做军工产品，有50多年的历史了不同的产品在不同的工厂生产，产品的货期就可以得到保证目前泰艺新开了一条快速生产线，常规产品生产时间只需要1秒钟4、价格：泰艺的中低端的产品，与国内同行相比，价格差不多，但是品质要比同行的好很多，高端产品与国外的厂家相比，价格和货期的优势都很大，我们的研发，工厂都在国内，成本上比国外的要少很多。

四、泰艺晶振优势介绍5、品质：泰艺公司产品品质控制非常严格，出厂不良率低于30PPM，远远低于同行的100PPM在产品工艺和流程上控制得非常好，我们卖出去的产品可以当着客户的面进行分割目前在中兴，华为，IBM大量供货，品质问题非常少6、售后服务全面：凡是泰艺卖出去的产品，我们都可以给客户提供完善的售后服务，包括产品的品质问题分析，产品测试过程的问题分析，均可提供详细的分析报告四、泰艺晶振优势介绍7、研发实力雄厚：泰艺目前可以提供超小封装的晶振：2.0*2.5mm,2.0*1.6mm,目前在国际上能够提供此类超小封装的产品的厂家非常少，此类超小封装在泰艺已批量生产泰艺的工艺采用的是“MESA技术”，晶振的频率最高，所需要的晶片的厚度就要越薄，但是晶片做薄了，机械性能就会差了，容易碎泰艺采购了“MESA技术”就是在晶片上用化学产品进行蚀刻，将需要部分蚀刻到薄的，其它固定部分厚一些，这样就不会出现断裂和碎的情况。