在電子領(lǐng)域中，有各種各樣的諧振器用于大量應(yīng)用。在那些諧振器列表中，兩種主要使用的材料是石英晶體和陶瓷（制造陶瓷諧振器）。石英晶體用于晶體振蕩器，陶瓷用于陶瓷諧振器。它們都具有相同的目的，即在向它們提供輸入電壓時(shí)通過(guò)振動(dòng)產(chǎn)生振蕩頻率。但是它們兩者也有一些差異，下面IC先生網(wǎng)簡(jiǎn)單給大家介紹下，以便將它們分開(kāi)并且因此它們具有不同的應(yīng)用程序。

什么是晶體振蕩器？

振蕩器是一種在調(diào)諧電路的幫助下產(chǎn)生頻率的電路，產(chǎn)生的頻率稱為振蕩頻率。類似地，晶體振蕩器是一種電子電路或設(shè)備，用于在晶體而不是調(diào)諧電路的幫助下產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率。晶體振動(dòng)時(shí)，它就像一個(gè)諧振器，因此會(huì)產(chǎn)生振蕩頻率。諧振器電路使用晶體產(chǎn)生振蕩，因此得名晶體振蕩器。晶體振蕩器的符號(hào)及電路如下圖所示：

在電子領(lǐng)域中，有各種各樣的諧振器用于大量應(yīng)用。在那些諧振器列表中，兩種主要使用的材料是石英晶體和陶瓷（制造陶瓷諧振器）。石英晶體用于晶體振蕩器，陶瓷用于陶瓷諧振器。它們都具有相同的目的，即在向它們提供輸入電壓時(shí)通過(guò)振動(dòng)產(chǎn)生振蕩頻率。但是它們兩者也有一些差異，這將它們分開(kāi)并且因此它們具有不同的應(yīng)用程序。

什么是晶體振蕩器？

振蕩器是一種在調(diào)諧電路的幫助下產(chǎn)生頻率的電路，產(chǎn)生的頻率稱為振蕩頻率。類似地，晶體振蕩器是一種電子電路或設(shè)備，用于在晶體而不是調(diào)諧電路的幫助下產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率。晶體振動(dòng)時(shí)，它就像一個(gè)諧振器，因此會(huì)產(chǎn)生振蕩頻率。諧振器電路使用晶體產(chǎn)生振蕩，因此得名晶體振蕩器。晶體振蕩器的符號(hào)及電路如下圖所示：

什么是陶瓷諧振器？

類似于晶體振蕩器，陶瓷諧振器也是一種電子電路或用于借助陶瓷作為諧振壓電材料來(lái)產(chǎn)生振蕩頻率輸出的裝置。該材料可以有兩個(gè)或多個(gè)電極，當(dāng)連接到振蕩器電路時(shí)，這些電極會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，從而產(chǎn)生特定頻率的振蕩信號(hào)。諧振器的電路類似于晶體振蕩器的電路，如下所示：

當(dāng)諧振器工作時(shí)，由于壓電材料即陶瓷，機(jī)械振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生振蕩電壓，然后振蕩電壓作為輸出連接到電極。在逆壓電效應(yīng)的情況下使用逆概念。

晶體振蕩器與諧振器

雖然它們都有相同的工作過(guò)程并產(chǎn)生頻率振蕩作為輸出，但它們?cè)谛阅苌洗嬖谝恍┎町?，因此在許多情況下振蕩器已經(jīng)取代了諧振器，它們的差異包括：

頻率范圍- 晶體振蕩器的 Q 值比陶瓷諧振器高得多，因此晶體振蕩器的頻率范圍為 10 kHz – 100 MHz，而陶瓷諧振器的頻率范圍為 190 kHz – 50 MHz

輸出- 晶體振蕩器提供高穩(wěn)定性頻率輸出，陶瓷諧振器還提供與晶體振蕩器相比不太好的穩(wěn)定性輸出。在輸出頻率精度方面，晶體振蕩器提供比陶瓷諧振器更精確的輸出，陶瓷諧振器對(duì)溫度等參數(shù)是敏感元件。振蕩器的精度為 10ppm-1000ppm，而諧振器的精度為 0.1% - 1%。

參數(shù)影響- 對(duì)于陶瓷諧振器，陶瓷材料的厚度將決定輸出諧振頻率，而對(duì)于晶體振蕩器，諧振頻率輸出取決于材料的尺寸、形狀、彈性和聲速。晶體振蕩器對(duì)溫度的依賴性非常低，即即使溫度發(fā)生變化，它們也非常穩(wěn)定，而陶瓷諧振器對(duì)溫度的依賴性比晶體振蕩器大一些。對(duì)于石英晶體振蕩器，輸出特性取決于振動(dòng)模式和切割晶體的角度，而在諧振器中主要是厚度。

容差和靈敏度- 晶體振蕩器對(duì)沖擊和振動(dòng)的容忍度較低，而陶瓷諧振器相對(duì)具有較高的容忍度。晶體振蕩器具有低 ESD（靜電放電）耐受性，而陶瓷諧振器具有高 ESD 耐受性。振蕩器比諧振器更靈敏，靈敏度可以用輻射來(lái)比較。石英具有 0.001% 的頻率容差，而 PZT 具有 0.5% 的容差。

電容器依賴性- 諧振器可能有內(nèi)部電容器或有時(shí)需要外部電容器，而振蕩器需要外部電容器，它們的值取決于設(shè)計(jì)使用的晶體。

使用的材料- 晶體振蕩器由石英制成，作為壓電諧振器材料，而陶瓷諧振器由鈦酸鉛鋯 (PZT) 制成，它被稱為高穩(wěn)定性壓電陶瓷材料。晶體振蕩器制造困難，而陶瓷諧振器制造容易。

應(yīng)用– 陶瓷諧振器用于頻率穩(wěn)定性不重要的微處理器應(yīng)用，而晶體振蕩器可用于從電視到具有電子元件的兒童玩具的所有事物。諧振器適用于低速串行端口通信，而晶體振蕩器的頻率也可用于支持高速串行通信。諧振器沒(méi)有可用于高速串行端口通信的頻率。在基于時(shí)鐘的應(yīng)用方面，諧振器不太適合實(shí)時(shí)時(shí)鐘/計(jì)時(shí)/掛鐘，而如果使用可變電容器調(diào)諧振蕩器可能適合計(jì)時(shí)/RTC/掛鐘，否則預(yù)計(jì)每年漂移幾分鐘調(diào)整。

晶體振蕩器與諧振器關(guān)系

晶體振蕩器（Crystal Oscillator）和諧振器（Resonator）是密切相關(guān)的概念，它們之間存在著緊密的關(guān)系。

諧振器是一種電子元件，用于在特定頻率下提供電路的諧振。諧振器通常由電感、電容或者電感和電容的組合構(gòu)成，以產(chǎn)生特定的諧振頻率。它可以是被動(dòng)元件，如LC諧振電路，也可以是主動(dòng)元件，如晶體諧振器。

晶體振蕩器是一種利用晶體諧振器作為諧振元件來(lái)產(chǎn)生穩(wěn)定頻率信號(hào)的電路裝置。晶體振蕩器通常由晶體諧振器、放大器和反饋電路組成。晶體諧振器作為諧振元件，提供了穩(wěn)定且精確的諧振頻率。放大器將晶體諧振器輸出的信號(hào)放大到適當(dāng)?shù)乃剑答侂娐穼⒁徊糠州敵鲂盘?hào)反饋給晶體諧振器，以維持振蕩的穩(wěn)定性。

因此，晶體振蕩器是一種利用晶體諧振器作為諧振元件的電路，用于產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率信號(hào)。晶體諧振器是諧振器的一種，具有特定的諧振頻率，并在晶體振蕩器中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

晶體振蕩器相對(duì)于其他類型的振蕩器（如LC振蕩器）具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括更高的頻率穩(wěn)定性、更低的相位噪聲和更好的溫度穩(wěn)定性。它們?cè)谠S多電子設(shè)備中廣泛應(yīng)用，包括通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)、無(wú)線電和其他需要精確時(shí)鐘或頻率控制的應(yīng)用。

什么是陶瓷諧振器？

類似于晶體振蕩器，陶瓷諧振器也是一種電子電路或用于借助陶瓷作為諧振壓電材料來(lái)產(chǎn)生振蕩頻率輸出的裝置。該材料可以有兩個(gè)或多個(gè)電極，當(dāng)連接到振蕩器電路時(shí)，這些電極會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，從而產(chǎn)生特定頻率的振蕩信號(hào)。諧振器的電路類似于晶體振蕩器的電路，如下所示：

當(dāng)諧振器工作時(shí)，由于壓電材料即陶瓷，機(jī)械振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生振蕩電壓，然后振蕩電壓作為輸出連接到電極。在逆壓電效應(yīng)的情況下使用逆概念。

晶體振蕩器與諧振器

雖然它們都有相同的工作過(guò)程并產(chǎn)生頻率振蕩作為輸出，但它們?cè)谛阅苌洗嬖谝恍┎町悾虼嗽谠S多情況下振蕩器已經(jīng)取代了諧振器，它們的差異包括：

頻率范圍- 晶體振蕩器的 Q 值比陶瓷諧振器高得多，因此晶體振蕩器的頻率范圍為 10 kHz – 100 MHz，而陶瓷諧振器的頻率范圍為 190 kHz – 50 MHz

輸出- 晶體振蕩器提供高穩(wěn)定性頻率輸出，陶瓷諧振器還提供與晶體振蕩器相比不太好的穩(wěn)定性輸出。在輸出頻率精度方面，晶體振蕩器提供比陶瓷諧振器更精確的輸出，陶瓷諧振器對(duì)溫度等參數(shù)是敏感元件。振蕩器的精度為 10ppm-1000ppm，而諧振器的精度為 0.1% - 1%。

參數(shù)影響- 對(duì)于陶瓷諧振器，陶瓷材料的厚度將決定輸出諧振頻率，而對(duì)于晶體振蕩器，諧振頻率輸出取決于材料的尺寸、形狀、彈性和聲速。晶體振蕩器對(duì)溫度的依賴性非常低，即即使溫度發(fā)生變化，它們也非常穩(wěn)定，而陶瓷諧振器對(duì)溫度的依賴性比晶體振蕩器大一些。對(duì)于石英晶體振蕩器，輸出特性取決于振動(dòng)模式和切割晶體的角度，而在諧振器中主要是厚度。

容差和靈敏度- 晶體振蕩器對(duì)沖擊和振動(dòng)的容忍度較低，而陶瓷諧振器相對(duì)具有較高的容忍度。晶體振蕩器具有低 ESD（靜電放電）耐受性，而陶瓷諧振器具有高 ESD 耐受性。振蕩器比諧振器更靈敏，靈敏度可以用輻射來(lái)比較。石英具有 0.001% 的頻率容差，而 PZT 具有 0.5% 的容差。

電容器依賴性- 諧振器可能有內(nèi)部電容器或有時(shí)需要外部電容器，而振蕩器需要外部電容器，它們的值取決于設(shè)計(jì)使用的晶體。

使用的材料- 晶體振蕩器由石英制成，作為壓電諧振器材料，而陶瓷諧振器由鈦酸鉛鋯 (PZT) 制成，它被稱為高穩(wěn)定性壓電陶瓷材料。晶體振蕩器制造困難，而陶瓷諧振器制造容易。

應(yīng)用– 陶瓷諧振器用于頻率穩(wěn)定性不重要的微處理器應(yīng)用，而晶體振蕩器可用于從電視到具有電子元件的兒童玩具的所有事物。諧振器適用于低速串行端口通信，而晶體振蕩器的頻率也可用于支持高速串行通信。諧振器沒(méi)有可用于高速串行端口通信的頻率。在基于時(shí)鐘的應(yīng)用方面，諧振器不太適合實(shí)時(shí)時(shí)鐘/計(jì)時(shí)/掛鐘，而如果使用可變電容器調(diào)諧振蕩器可能適合計(jì)時(shí)/RTC/掛鐘，否則預(yù)計(jì)每年漂移幾分鐘調(diào)整。

晶體振蕩器與諧振器關(guān)系

晶體振蕩器（Crystal Oscillator）和諧振器（Resonator）是密切相關(guān)的概念，它們之間存在著緊密的關(guān)系。

諧振器是一種電子元件，用于在特定頻率下提供電路的諧振。諧振器通常由電感、電容或者電感和電容的組合構(gòu)成，以產(chǎn)生特定的諧振頻率。它可以是被動(dòng)元件，如LC諧振電路，也可以是主動(dòng)元件，如晶體諧振器。

晶體振蕩器是一種利用晶體諧振器作為諧振元件來(lái)產(chǎn)生穩(wěn)定頻率信號(hào)的電路裝置。晶體振蕩器通常由晶體諧振器、放大器和反饋電路組成。晶體諧振器作為諧振元件，提供了穩(wěn)定且精確的諧振頻率。放大器將晶體諧振器輸出的信號(hào)放大到適當(dāng)?shù)乃?，而反饋電路將一部分輸出信?hào)反饋給晶體諧振器，以維持振蕩的穩(wěn)定性。

因此，晶體振蕩器是一種利用晶體諧振器作為諧振元件的電路，用于產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率信號(hào)。晶體諧振器是諧振器的一種，具有特定的諧振頻率，并在晶體振蕩器中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

晶體振蕩器相對(duì)于其他類型的振蕩器（如LC振蕩器）具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括更高的頻率穩(wěn)定性、更低的相位噪聲和更好的溫度穩(wěn)定性。它們?cè)谠S多電子設(shè)備中廣泛應(yīng)用，包括通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)、無(wú)線電和其他需要精確時(shí)鐘或頻率控制的應(yīng)用。

審核編輯黃宇