晶振的等效电路工作原理

石英晶体具有谐振回路的特性

        石英晶体存在着固有振动频率。当晶体几何尺寸和结构一定时， 它本身有一固定的机械振动频率。当外加电信号频率在此自然频率附近时， 就会发生谐振现象。它既表现为晶片的机械共振， 又在电路上表现出电谐振。这时有很大的电流流过晶体， 产生电能和机械能的转换。具有较小的频率温度特性，石英晶体温度系数小和低噪声石英晶体振荡器的频率稳定度可达到10 -5数量级以上， 具有很高的品质因数， 产生几十kHz几百MHz的振荡频率。

石英晶体的等效电路符号简介

        石英晶体的等效电路：当晶体不振动时， 可以看成是一个平板电容器Co， 称为静电电容。Co与晶片的几何尺寸和电极面积有关。

        “Co”符号为静态电容和支架引线等分布电容之和， 一般约2～5PF。

        “Cq”符号为动态电容， 表征晶体的弹性， 值很小， 在10﹣ pF以下。

        “Lq”符号为动态电感， 表征晶体的质量， 值较大， 在几十mH ～几百H。

        “rq ”符号为动态电阻，机械摩擦和空气阻尼引起的损耗， 阻抗很小，几～几百欧。

        “ Lq1、Cq1、rq3”符号为晶体基频等效电路。

        “ CLq3、Lq3、rq3”符号为晶体三次泛音等效电路。

        举例1：晶体振荡器等效电路

        在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器。

        上图展示了晶振等效的电路。R是ESR串联等效阻抗，L和C分别是晶振等效电感和等效电容。Cp是晶振的伴身电容，其极性取决于晶振的极性。

        举例2：晶体谐振器的等效电路图：是一个和谐振器频率附近具有与晶体元件相同阻抗的电路。

        上图等效电路由动态参数L.C.R和并电容C组成。这些参数之间都是有联系的，一个参数变化时可能会引起其他参数变化。而这些等效电路的参数值跟晶体的切型、振动模式、工作频率及制造商实施的具体设计方案关系极大。

        下面的两个等式是工程上常用的近似式: