晶振是晶體振蕩器的簡稱。晶體振蕩器是指從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡稱為晶片），石英晶體諧振器，簡稱為石英晶體或晶體、晶振；而在封裝內(nèi)部添加IC組成振蕩電路的晶體元件稱為晶體振蕩器。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。
晶振有著不同使用要求及特點(diǎn)，通分為以下幾類：普通晶振、溫補(bǔ)晶振、壓控晶振、溫控晶振等。在測試和使用時(shí)所供直流電源應(yīng)沒有足以影響其準(zhǔn)確度的紋波含量，交流電壓應(yīng)無瞬變過程。測試儀器應(yīng)有足夠的精度，連線合理布置，將測試及外圍電路對晶振指標(biāo)的影響降至最低。
晶振的分類
根據(jù)晶振的功能和實(shí)現(xiàn)技術(shù)的不同，可以將晶振分為以下四類：
?。?） 恒溫晶體振蕩器（以下簡稱OCXO）
這類型晶振對溫度穩(wěn)定性的解決方案采用了恒溫槽技術(shù)，將晶體置于恒溫槽內(nèi)，通過設(shè)置恒溫工作點(diǎn)，使槽體保持恒溫狀態(tài)，在一定范圍內(nèi)不受外界溫度影響，達(dá)到穩(wěn)定輸出頻率的效果。這類晶振主要用于各種類型的通信設(shè)備，包括交換機(jī)、SDH傳輸設(shè)備、移動通信直放機(jī)、GPS接收機(jī)、電臺、數(shù)字電視及軍工設(shè)備等領(lǐng)域。根據(jù)用戶需要，該類型晶振可以帶壓控引腳。OCXO的工作原理如下圖3所示：
圖3恒溫晶體振蕩器原理框圖
OCXO的主要優(yōu)點(diǎn)是，由于采用了恒溫槽技術(shù)，頻率溫度特性在所有類型晶振中是最好的，由于電路設(shè)計(jì)精密，其短穩(wěn)和相位噪聲都較好。主要缺點(diǎn)是功耗大、體積大，需要5分鐘左右的加熱時(shí)間才能正常工作等。我公司生產(chǎn)的此類晶振的典型指標(biāo)如下：
（2） 溫度補(bǔ)償晶體振蕩器（以下簡稱TCXO）。
其對溫度穩(wěn)定性的解決方案采用了一些溫度補(bǔ)償手段，主要原理是通過感應(yīng)環(huán)境溫度，將溫度信息做適當(dāng)變換后控制晶振的輸出頻率，達(dá)到穩(wěn)定輸出頻率的效果。傳統(tǒng)的TCXO是采用模擬器件進(jìn)行補(bǔ)償，隨著補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展，很多數(shù)字化補(bǔ)償大TCXO開始出現(xiàn)，這種數(shù)字化補(bǔ)償?shù)腡CXO又叫DTCXO，用單片機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)我們稱之為MCXO，由于采用了數(shù)字化技術(shù)，這一類型的晶振再溫度特性上達(dá)到了很高的精度，并且能夠適應(yīng)更寬的工作溫度范圍，主要應(yīng)用于軍工領(lǐng)域和使用環(huán)境惡劣的場合。在廣大研發(fā)人員的共同努力下，我公司自主開發(fā)出了高精度的MCXO，其設(shè)計(jì)原理和在世界范圍都是領(lǐng)先的，配以高度自動化的生產(chǎn)測試系統(tǒng)，其月產(chǎn)可以達(dá)到5000只，其設(shè)計(jì)原理如圖4。
圖4 MCXO數(shù)字溫補(bǔ)晶振原理框圖
這類型晶振的典型的應(yīng)用指標(biāo)如下：
（3） 普通晶體振蕩器（SPXO）
這是一種簡單的晶體振蕩器，通常稱為鐘振，其工作原理為圖3中去除“壓控”、“溫度補(bǔ)償”和“AGC”部分，完全是由晶體的自由振蕩完成。這類晶振主要應(yīng)用于穩(wěn)定度要求不高的場合。
（4） 壓控晶體振蕩器（VCXO）
這是根據(jù)晶振是否帶壓控功能來分類，帶壓控輸入引腳的一類晶振叫VCXO，以上三種類型的晶振都可以帶壓控端口。
晶振的主要參數(shù)
1、頻率準(zhǔn)確度：
在標(biāo)稱電源電壓、標(biāo)稱負(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與其規(guī)定標(biāo)稱值的最大允許偏差，即（fmax-fmin）/f0；
2、溫度穩(wěn)定度：
其他條件保持不變，在規(guī)定溫度范圍內(nèi)晶體振蕩器輸出頻率的最大變化量相對于溫度范圍內(nèi)輸出頻率極值之和的允許頻偏值，即（fmax-fmin）/（fmax+fmin）；
3、頻率調(diào)節(jié)范圍：
通過調(diào)節(jié)晶振的某可變元件改變輸出頻率的范圍。
4、調(diào)頻（壓控）特性：
包括調(diào)頻頻偏、調(diào)頻靈敏度、調(diào)頻線性度。
①調(diào)頻頻偏：壓控晶體振蕩器控制電壓由標(biāo)稱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)頻線性度：是一種與理想直線（最小二乘法）相比較的調(diào)制系統(tǒng)傳輸特性的量度。
5、負(fù)載特性：
其他條件保持不變，負(fù)載在規(guī)定變化范圍內(nèi)晶體振蕩器輸出頻率相對于標(biāo)稱負(fù)載下的輸出頻率的最大允許頻偏。
6、電壓特性：
其他條件保持不變，電源電壓在規(guī)定變化范圍內(nèi)晶體振蕩器輸出頻率相對于標(biāo)稱電源電壓下的輸出頻率的最大允許頻偏。
7、雜波：
輸出信號中與主頻無諧波（副諧波除外）關(guān)系的離散頻譜分量與主頻的功率比，用dBc表示。
8、諧波：
諧波分量功率Pi與載波功率P0之比，用dBc表示。
9、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)漂移過程。通常用某一時(shí)間間隔內(nèi)的頻差來量度。對于高穩(wěn)定晶振，由于輸出頻率在較長的工作時(shí)間內(nèi)呈近似線性的單方向漂移，往往用老化率（單位時(shí)間內(nèi)的相對頻率變化）來量度。
10、日波動：
指振蕩器經(jīng)過規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間后，每隔一小時(shí)測量一次，連續(xù)測量24小時(shí)，將測試數(shù)據(jù)按S=（fmax-fmin）/f0式計(jì)算，得到日波動。
11、開機(jī)特性：
在規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間內(nèi)，振蕩器頻率值的最大變化，用V=（fmax-fmin）/f0表示。
12、相位噪聲：
短期穩(wěn)定度的頻域量度。用單邊帶噪聲與載波噪聲之比￡（f）表示，￡；（f）與噪聲起伏的頻譜密度Sφ（f）和頻率起伏的頻譜密度Sy（f）直接相關(guān)，由下式表示：
f2S（f）=f02Sy（f）=2f2￡；（f）
f—傅立葉頻率或偏離載波頻率；f0—載波頻率。