晶振發(fā)展至今不管是生產(chǎn)工藝還是應(yīng)用都已經(jīng)非常成熟了，但是你真的了解過晶振嗎？從我們熟悉的有源晶振、無(wú)源晶振到到晶體、振蕩器以及展頻晶振，這些名稱怎么來(lái)的？要了解這些問題還得從晶振的本體——石英晶體講起；（實(shí)際上作為振蕩器不止有石英晶振，還有基于半導(dǎo)體的晶振以及陶瓷晶振。石英晶振因?yàn)榘l(fā)展時(shí)間長(zhǎng)，技術(shù)相對(duì)成熟以及使用廣，本文只圍繞石英晶振來(lái)講。）

自1880 年發(fā)現(xiàn)了石英壓電效應(yīng)后，晶振隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展至今已成數(shù)字電路中不可或缺的穩(wěn)定時(shí)鐘信號(hào)來(lái)源。

二分類

石英晶振的主要功能材料為水晶，即一種化學(xué)成分為二氧化硅（ SiO2）的六角錐形結(jié)晶體。石英之所以成為諧振器的原材料，是由于它具有正（機(jī)械能→電能）、逆（電能→機(jī)械能）壓電效應(yīng)。如果沿石英晶片的電軸或機(jī)械軸施加壓力使晶片產(chǎn)生形變，那么垂直于這些軸的兩個(gè)表面則會(huì)產(chǎn)生電荷，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。如果在石英晶體兩個(gè)表面施加電場(chǎng)，則晶片在電軸和機(jī)械軸方向?qū)⒀由旎驂嚎s，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)?；谶@種特性，當(dāng)石英晶振置于交變電場(chǎng)中，晶體的體積會(huì)發(fā)生周期性的壓縮或拉伸，形成了晶體的機(jī)械振動(dòng)。當(dāng)交變電場(chǎng)的頻率等于晶片的固有機(jī)械諧振頻率時(shí)，晶片的機(jī)械振動(dòng)幅度最大，產(chǎn)生共振現(xiàn)象。

石英壓電效應(yīng)

（1）無(wú)源

當(dāng)晶體通過基座、外殼、鋅白銅、上蓋等通過數(shù)十項(xiàng)工藝后就做出了我們的無(wú)源晶振。作為電子工程師都知道無(wú)源晶振需要起振還需要外圍的起振電路，所以這種簡(jiǎn)單的晶振也叫晶體、無(wú)源晶振，優(yōu)點(diǎn)主要為信號(hào)電平可變，低成本、低功耗等優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用場(chǎng)景十分豐富。

（2）有源

當(dāng)我們的產(chǎn)品需要精度較高、接線盡可能簡(jiǎn)單的情況下就誕生了一種將起振電路IC集成到與水晶一起封裝到外殼里的晶振，即有源晶振、振蕩器，其精密度與穩(wěn)定性高于無(wú)源晶振。

無(wú)源晶振與有源晶振內(nèi)部結(jié)構(gòu)

從上圖可以看出無(wú)源晶振只需要兩個(gè)引腳即可，即使做成4PIN的貼片晶振也只用到其中兩個(gè)PIN腳，而有源晶振從原理上就決定了需要三個(gè)PIN腳才能工作，其中一個(gè)懸空的引腳有的廠家也有做使能端。

三應(yīng)用

在實(shí)際的整改中，關(guān)于時(shí)鐘超標(biāo)時(shí)鐘是EMC工程師頭疼的問題，絕大部分的時(shí)鐘來(lái)源又是由晶振提供，用常規(guī)方法將周邊配置電路重新匹配、隔離、濾波、屏蔽后依然無(wú)法解決這個(gè)難點(diǎn)。

無(wú)展頻晶振

所謂條條大路通羅馬，與大禹治水一樣堵不行就用疏，既然超標(biāo)的是尖峰點(diǎn)，就用手段把尖峰點(diǎn)的能量給轉(zhuǎn)移。這里就用到我們之前提到的展頻技術(shù)，不同的是此次我們是基于時(shí)鐘源——晶振做的優(yōu)化，直接在有源晶振內(nèi)部集成起振電路與展頻電路從而減少展頻IC外圍電路減小空間與其他匹配物料的成本。

使用展頻晶振后

新一代的展頻晶振經(jīng)過優(yōu)化可以根據(jù)客戶實(shí)際需求進(jìn)行燒錄成不同的頻率與展頻寬度，在驗(yàn)證效果時(shí)客戶如之前用的有源晶振可以直接PIN對(duì)PIN焊接驗(yàn)證，若用的無(wú)源晶振我們還專門為此制作了用于驗(yàn)證的測(cè)試板方便客戶驗(yàn)證其效果。

驗(yàn)證替代無(wú)源晶振測(cè)試版

原文標(biāo)題：展頻晶振的秘密

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