浅谈一下容易混淆的晶体和晶振

可能至今为止看到这篇文章的人都误认为晶体和晶振是同一种器件，其实他们是两种不同性质的频率元件 。一直容易混淆我们的，以为他们是同一种材质做成的，其实不然，他们组成的材料不同。

晶体（全称石英晶体谐振器）与 晶振（全称石英晶体振荡器）作为被各领域广发使用的器件，本文主要讲解晶体与晶振的组成材料。

晶体是自然界存在的一种石英结晶体材料,为半透明或不透明状.而我们电子技术中所说的晶体主要是以人造石英为原材料，其主要成分是SIO2，含有少量杂质成分如AI2O3，CAO,MGO等，将石英结晶体按一定的方向切割成很薄的晶片,再将晶片两个对应的表面抛光和涂敷电极层,并将两个电极引出至管脚,加以封装,就构成石英晶体谐振器,简称晶体,其电路符号等效电路见下图。

晶振（OSCIL LATOR），是以高Q值精密石英晶体为主振荡载体,集成一定数量的集成电路,半导体管,阻容感等元件使其具有一定控制能力的电路集合,这个电路集合根据不同功能呢个交叉组合使得晶体的频率特性达到一个较高水平或实现某种特俗功能，一般以至少4个引出管脚,加以封装,也就是说晶振是包括晶体等元件经过深加工后的精尖产品,而晶体只是晶振里的一个元器件。

看了这篇文章，你还不知道晶体和晶振的区别，你来打我

先来看一下晶体和晶振的区别

晶体，英文 Crystal，电路上一般会简写为 XTAL，需要外加时钟电路才能输出时钟信号，所以一般叫无源晶振，也叫谐振器。

晶体一般是 2 脚或者 4 脚，2 脚最常见，晶体无极性。

晶振，英文 Crystal oscillator，电路上一般简写为 XO，只需要供电就可以输出时钟信号，所以一般叫有源晶振，也叫振荡器。

晶振一般是 4 脚，1 个 VCC，2 个 GND，1 个 Output。

我们再看一下晶振的种类

Package 石英振荡器，英文 SPXO ：不施以温度控制及温度补偿的石英振荡器。频率温度特性依靠石英振荡晶体本身的稳定性。温度补偿石英振荡器，英文 TCXO ：附加温度补偿回路，减少其频率因周围温度变动而变化之石英振荡器。电压控制石英振荡器，英文 VCXO ：控制外来的电压，使输出频率能够变化或调变的石英振荡器。恒温槽式石英振荡器，英文 OCXO ：以恒温槽保持石英振荡器或石英振荡晶体在一定温度，控制其输出频率在周围温度下也能保持极小变化量之石英振荡器。

可以看到，不管是 VCXO 还是 TCXO，内部都带有电路进行补偿，所以价格上会比晶体贵，质量和准确度也会比晶体高不少，比如 GPS 上一般会选用 TCXO。

下面看一下晶振最重要的几个参数

标称频率（Normal Frequency） ：晶振的标准频率，如 26MHz、32.768KHz 等。频率误差（Frequency Tolerance）或频率稳定度（Frequency Stability） ：用单位 ppm 来表示，即百万分之一，是相对标称频率的变化量，此值越小表示精度越高，1MHz 的晶振，1 个 PPM 就是 1Hz 的偏差。温度频差（Frequency Stability vs Temp） ：表示在特定温度范围内，工作频率相对于基准温度时工作频率的允许偏离，它的单位也是 ppm。负载电容 CL ：负载电容是指晶振正常工作震荡所需要的电容。为使晶体能够正常工作，需要在晶体两端外接电容，来匹配达到晶体的负载电容。

那负载电容如何确定呢？

计算公式：CL=C1*C2/(C1+C2)+Cic+△C

C1 和 C2 为晶振两脚对地电容，称为匹配电容。

Cic 为集成电路内部电容，△C 为 PCB 板上电容，一般大小为 3~5pF。

匹配电容一般取 C1=C2=2CL，这样并联起来就接近负载电容 CL 了，在一般情况下，增大负载电容会使振荡频率下降，而减小负载电容会使振荡频率升高。

如果 crystal 所接的 IC 内部有负载电容，那外部的 C1 和 C2 就不需要了。

一般 IC 的数据手册中会给出负载电容的大小。

今天的文章到这里就结束了。。。

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