石英晶體振蕩器又名石英諧振器，簡(jiǎn)稱(chēng)晶振，是利用具有壓電效應(yīng)的石英晶體片制成的。這種石英晶體薄片受到外加交變電場(chǎng)的作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，當(dāng)交變電場(chǎng)的頻率與石英晶體的固有頻率相同時(shí)，振動(dòng)便變得很強(qiáng)烈，這就是晶體諧振特性的反應(yīng)。利用這種特性，就可以用石英諧振器取代LC（線(xiàn)圈和電容）諧振回路、濾波器等。由于石英諧振器具有體積小、重量輕、可靠性高、頻率穩(wěn)定度高等優(yōu)點(diǎn)，被應(yīng)用于家用電器和通信設(shè)備中。石英諧振器因具有極高的頻率穩(wěn)定性，故主要用在要求頻率十分穩(wěn)定的振蕩電路中作諧振元件。

　　壓電效應(yīng)

　　若在石英晶體的兩個(gè)電極上加一電場(chǎng)，晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。反之，若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械力，則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場(chǎng)，這種物理現(xiàn)象稱(chēng)為壓電效應(yīng)。

　　如果在晶片的兩極上加交變電壓，晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，同時(shí)晶片的機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)。在一般情況下，晶片機(jī)械振動(dòng)的振幅和交變電場(chǎng)的振幅非常微小，但當(dāng)外加交變電壓的頻率為某一特定值時(shí)，振幅明顯加大，比其他頻率下的振大的幅多，這種現(xiàn)象稱(chēng)為壓電諧振，它與LC回路的諧振現(xiàn)象十分相似。它的諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關(guān)。

　　石英晶體振蕩器構(gòu)成

　　石英晶體振蕩器的基本構(gòu)成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（稱(chēng)為晶片，它可以是正方形、矩形或圓形等），在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上涂敷銀層作電極，在每個(gè)電極上各焊一根引線(xiàn)接到管腳 上，再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶諧振器，簡(jiǎn)稱(chēng)為石英晶體或晶體、晶振；而在封裝內(nèi)部添加IC組成振蕩電路的晶元件稱(chēng)為晶體振蕩器。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料裝的。

　　頻率受外界環(huán)境的影響

　　石英晶體振蕩器的頻率范圍很寬，頻率穩(wěn)定度在10-4～10-12范圍內(nèi)，經(jīng)校準(zhǔn)一年內(nèi)可保持10-9的準(zhǔn)確度，高質(zhì)量的石英晶體振蕩器，在經(jīng)常校準(zhǔn)時(shí)，頻率準(zhǔn)確可達(dá)10-11。

　　石英晶體振蕩器頻率不是固定不變的，很多因素可以影響它的，比如溫度就可以改變它，所以才會(huì)有“溫度補(bǔ)償晶振”的出世。

頻率的溫度特性曲線(xiàn)

　　溫度補(bǔ)償晶振（TCXO）是通過(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，從而起到一個(gè)溫度補(bǔ)償?shù)淖饔谩囟妊a(bǔ)償晶振溫度補(bǔ)償?shù)脑砭褪峭ㄟ^(guò)改變振蕩回路中的負(fù)載電容，使其隨溫度變化來(lái)補(bǔ)償諧振器由于環(huán)境溫度變化所產(chǎn)生的頻率漂移。

　　比如一個(gè)石英晶體振蕩器的頻率精度是±20ppm，但可能會(huì)因?yàn)殡妷鹤儎?dòng)有±1ppm的影響，焊接溫度有±5ppm的影響，機(jī)械震動(dòng)與沖擊有±3ppm的影響，溫度范圍可能有±5-20ppm的影響等等。這些都是十分常見(jiàn)的影響石英晶體振蕩器頻率精度的因素，必須考慮進(jìn)去。

　　以下是頻率受外界環(huán)境的影響效果有關(guān)參數(shù)

　　頻率準(zhǔn)確度：在標(biāo)稱(chēng)電源電壓、標(biāo)稱(chēng)負(fù)載阻抗、基準(zhǔn)溫度（25℃）以及其他條件保持不變，晶體振蕩器的頻率相對(duì)與其規(guī)定標(biāo)稱(chēng)值的最大允許偏差，即（fmax-fmin）/f0；

　　頻率溫度穩(wěn)定度：在標(biāo)稱(chēng)電源和負(fù)載下，工作在規(guī)定溫度范圍內(nèi)的不帶隱含基準(zhǔn)溫度或帶隱含基準(zhǔn)溫度的最大允許頻偏；

　　頻率老化：在規(guī)定的環(huán)境條件下，由于元件（主要是石英諧振器）老化而引起的輸出頻率隨時(shí)間的系統(tǒng)漂移過(guò)程。通常用某一時(shí)間間隔內(nèi)的頻差來(lái)量度。對(duì)于高穩(wěn)定晶振，由于輸出頻率在較長(zhǎng)的工作時(shí)間內(nèi)呈近似線(xiàn)性的單方向漂移，往往用老化率（單位時(shí)間內(nèi)的相對(duì)頻率變化）來(lái)量度。

石英晶體振蕩器中的微調(diào)電容電路

　　另外，石英晶體振蕩器中的微調(diào)電容就是用來(lái)調(diào)整它的頻率的。

　　頻率調(diào)節(jié)范圍：通過(guò)調(diào)節(jié)晶振的某可變?cè)淖冚敵鲱l率的范圍。

　　調(diào)頻（控壓）特性：包括調(diào)頻頻偏、調(diào)頻靈敏度、調(diào)頻線(xiàn)性度。

　?、僬{(diào)頻頻偏：壓控晶體振蕩器控制電壓由標(biāo)稱(chēng)的最大值變化到最小值時(shí)輸出頻率差。

　?、谡{(diào)頻靈敏度：壓控晶體振蕩器變化單位外加控制電壓所引起的輸出頻率的變化量。

　　③調(diào)頻線(xiàn)性度：是一種與理想直線(xiàn)（最小二乘法）相比較的調(diào)制系統(tǒng)傳輸特性的量度。