石英谐振器：用途、应用、作用原理、使用特点

石英谐振器有什么用？

配备微处理器和微控制器的现代数字电子产品如果没有时钟振荡是不可想象的。而在获得时钟振荡的地方，就有发生器和振荡系统的运行，振荡系统所在的地方，必然会出现谐振现象和品质因数这样重要的参数。在这里我们介绍石英谐振器（振荡器）。

石英谐振器（quartz）是利用石英片的压电和机械特性，产生频率恒定性较高的电磁振荡的发生器。

根据工作原理，石英谐振器是一种具有石英稳频功能的振荡器。这种发生器在测量设备、频率和时间标准、石英钟以及各种电子设备中用作高度稳定的主发生器。

石英谐振器的缺点是它只能产生由石英谐振频率决定的固定频率，实际上不允许频率调谐。

根据其中使用的石英谐振（并联或串联），所有石英谐振器电路分为两大类。最普遍的是石英谐振器电路，其中石英的工作频率接近其并联谐振频率。

因此，电子电路中的石英谐振器是任何替代品的无与伦比的替代品 振荡电路由一个电容和一个电感组成。输出是石英谐振器的最高 Q 因子。一个好的LC电路的Q值可以达到300，而石英谐振器的Q值可以达到10,000,000，可以看到，优越性是几万倍。因此，就 Q 因数而言，没有任何振荡电路可以与石英谐振器相提并论。

温度对共振频率的影响就不用多说了。同一振荡电路的谐振频率在很大程度上取决于进入其中的电容器的 TKE（电容温度系数）。另一方面，石英具有非常高的温度稳定性，因此石英谐振器牢牢占据着作为各种用途的时钟频率发生器的振荡源的地位。

石英谐振器的工作原理

要了解石英谐振器的工作原理和工作原理，记住它是什么就足够了 压电效应……想象一下以某种方式从晶体上切下的一块低温石英（二氧化硅）。从晶体切割晶片的角度决定了所生产的谐振器的机电特性。现在通过沉积镍、铂、金或银层将电极连接到该板的两侧，并在其上连接实心线。整个结构放置在一个小型密封外壳中。

因此，获得了机电振荡系统，它具有（由于低温石英的自然特性）压电效应并具有自己的谐振频率。

如果现在向电极施加交流电压，其频率接近所产生的振荡系统的谐振频率，则板将开始机械收缩并以最大振幅扩张，并且由于压电效应，越接近施加电压的频率越接近谐振，谐振器的电阻越低。这是石英谐振器与高频振荡器电路的类比。结果基本上类似于串联 LC 电路。

石英谐振器的特性

石英谐振器可以用等效电路的形式表示，其中 C0 是由金属电缆支架和电极形成的安装电容。 C1、L 和 R 是直接带有电极的板的电容、电感和有源电阻，作为由于板的机电特性而获得的真实振荡电路的模拟。

如果我们从电路中排除安装电容 C0，那么我们将明确得到一个串联振荡电路。至于图中谐振器的名称，它看起来像一个电容器，在板之间有一个矩形，象征着石英晶体。

在通过焊接在板上组装和拆卸石英谐振器的过程中，应记住，超过 573°C 的石英过热会导致晶体的压电特性丧失。