晶体振荡器的作用
晶振,全称是石英晶体振荡器,晶振的精度很高,一般的晶振可以达到1/20000。晶振的用途很广,作用也非常大特别是对于单片机系统来说,它能产生并提供写入程序的单片机系统电路所需要的时钟频率,只有晶体为单片机提供了需要的时钟频率,单片机才能准确无误地执行程序里的指令,一般来说,要想让单片机里面的程序执行得更快一些,就得想办法提高石英晶振的时钟频率。
石英晶振能够给系统提供一个基本的时钟频率。一般一个系统要保持系统里面各部分能够同步,就需要一个石英晶振,但有一些系统的射频和基频会使用到不一样的频率信号,这个时候就要想办法调整晶振频率来保持系统的同步。晶振一般跟锁相环电路配合,有时电路中的各个子系统需要的时钟频率不相同,那么能够用这个晶振相连的不同锁相环提供。
什么是晶振
根据石英晶体的压电效应,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。
晶振起振原理
石英晶片所以能做振荡电路(谐振)是基于它的压电效应,从物理学中知道,若在晶片的两个极板间加一电场,会使晶体产生机械变形;反之,若在极板间施加机械力,又会在相应的方向上产生电场,这种现象称为压电效应。
如在极板间所加的是交变电压,就会产生机械变形振动,同时机械变形振动又会产生交变电场。一般来说,这种机械振动的振幅是比较小的,其振动频率则是很稳定的。
但当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(决定于晶片的尺寸)相等时,机械振动的幅度将急剧增加,这种现象称为压电谐振,因此石英晶体又称为石英晶体谐振器。其特点是频率稳定度很高。