第5-11讲-5.3.1 石英晶振.pdf

5.3.1石英晶振

主讲人：王春静

山东师范大学信息科学与工程学院

学习目标：

1.掌握石英晶体的特性。

2.掌握石英晶振的结构与特点。

3.掌握石英晶振的频率及其分析。

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1．石英晶体的特性

石英晶体具有压电效应，当把交流电压加在石英晶体两端时，石

英晶体先随交流电压变化产生应变，然后机械振动又使石英晶体表面

产生交变电荷。

当石英晶体几何尺寸和结构一定时，它本身有一个固有的机械振

动频率。当外加交流电压的频率等于石英晶体的固有频率时，石英晶

体的机械振动最大，表面电荷量最多，外电路中的交流电流最强，于

是产生了谐振。

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将石英晶体按一定方位切割成片，在两边敷以电极，焊上引线，

再用金属或玻璃外壳封装即构成石英晶体谐振器（简称石英晶振）。

石英晶振的固有频率十分稳定，它的温度系数（温度变化1℃引起

的固有频率的相对变化量）在10-6以下。

石英晶振的振动具有多谐性，即除了基频振动，还有奇次谐波泛

音振动。

在实际振荡电路中，石英晶振仅调谐在基频或其中一种奇次谐波

泛音频率上。

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对于石英晶振，既可利用其基频振动，又可利用其泛音振动，前

者称为基频晶体，后者称为泛音晶体。

石英晶片厚度与振动频率成反比，工作频率越高，要求石英晶片

越薄，因而机械强度越差，加工越困难，使用中也易损坏。

由此可见，在同样的工作频率下，泛音晶体的切片可以做得比基

频晶体的切片厚一些。在工作频率较高时，通常采用泛音晶体。

通常在工作频率小于20MHz时采用基频晶体，大于20MHz时采用

泛音晶体。

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2．石英晶振的结构与特点

（1）石英晶振的符号与结构

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图中，

安装电容C为：1～10pF

0

-32

动态电感L为：10～10H

q

动态电容C为：10-4～10-1pF

q

动态电阻r为：几十到几百Ω。

q

石英晶振

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（2）石英晶振的特点

根据以上参数的描述，可得

到石英晶振的两个特点：

①石英晶振的品质因数Qq

值非常大，通常可达到几万到

几百万：