晶振，在板子上看上去一个不起眼的小器材，但是在数字电路里，就像是整个电路的心脏。数字电路的一切作业都离不开时钟，晶振的好坏，晶振电路规划的好坏，会影响到整个体系的安稳性。所以更多的了解晶振，挑选好体系运用的晶振，对数字电路来说是决议胜败的第一步。
咱们现在常说的晶振都是石英晶体振动器或许石英晶体谐振器的简称。他们都是运用石英晶体的压电效应制造而成。在石英晶体的两个电极上施加电场会使晶体产生机械变形，反之，假如在晶体两边施加机械压力就会在晶体上产生电场。而且，这两种现象是可逆的。运用这种特性，在晶体的两边施加交变电压，晶片就会产生机械振动，一起产生交变电场。这种轰动和电场一般都很小，但是在某个特定频率下，振幅会显着加大，这便是压电谐振，和咱们常见到的LC回路谐振有些相似。下图是晶振的电气等效电路和电抗频率特性曲线图：
从图中能够看出，当LCR这个支路产生串联谐振的时分，其串联谐振频率为fs，其计算公式和一般的串联谐振计算公式相同： 
当频率持续进步，高于fs时，LCR支路呈理性，这样和C0产生并联谐振，并联谐振频率fp，其计算公式为： 
其间因为晶振的特性，C远小于C0，所以fp和fs的值十分挨近。经过电抗频率特性曲线图能够看出来，在这个狭隘的频率范围内，晶振全体表现出理性，这样只需求在晶振外部并联适宜的电容，就能够组成并联谐振电路。然后把这个并联谐振电路加到负反馈电路中就能够构成正弦波振动电路。这个适宜的电容便是晶振的负载电容。
上图便是一个常见的晶振振动电路，晶振和C1、C2组成并联谐振回路，接到芯片的管脚上，芯片内部的反相放大器和Rf组成负反馈回路，R1用来约束流入晶振的电流。有些芯片会把Rf和R1集成到器材中，这样就降低了电路规划的难度。，而且确保了体系的安稳性。晶振的重要参数便是负载电容，挑选与负载电容持平的电容并联，能确保晶振作业在额外频率。假设晶振的负载电容是15pf，那么C1、C2咱们能够挑选30pf，考虑到芯片管脚电容和PCB走线电容的影响，这个取值也能够恰当减小，27pf，22pf一般也能正常作业。在满意起震要求的情况下，C1、C2能够挑选的尽量小，这样能够加速晶振的起震时刻。需求留意的是，有些晶振厂商会直接供给C1、C2的引荐值，而不是给出负载电容，所以在实际运用的时分仍是要根据运用的具体型号去和厂家承认。
晶振除了压电效应以外，还有一个不能被疏忽的特性，便是温漂。晶振的振动频率会跟着环境温度的改变产生细小的偏移，这是晶振固有的特性。正是因为温漂的存在，一般晶振的精度很难做的很高，常见的晶振精度多为40ppm，20ppm，很难做到10ppm以下。这种精度在一些对晶振精度要求不高的场合，如微处理器的时钟输入等，彻底能够满意需求。但是在无线通信，蜂窝运用，广播电视等运用领域，需求时钟准确同步，一般晶振就很难满意体系需求了。为了处理温漂带来的影响，体系就要挑选精度更高的温补晶振或许恒温晶振。温补晶振是经过感应环境温度，然后将温度信息转换成操控量操控晶振的输出频率。现在的温补晶振多选用数字化技能，能够到达更准确的操控。而恒温晶振更进一步，将晶体置于恒温槽内，经过设置恒温作业点，使恒温槽坚持一个恒温的状况，晶体在恒温槽内就能够不受外界温度的影响，大大进步晶振输出频率的安稳度。温补晶振和恒温晶振的输出精度都能够到达1ppm乃至更高。能够满意苛刻的体系需求。
因为晶振在数字电路中的重要性，在运用和规划的时分咱们需求当心处理：
a. 晶振内部存在石英晶体，所以在遭到外部碰击或许下跌的时分简单形成石英晶体开裂破损形成晶振失效。在规划的时分就要考虑晶振的牢靠装置以及方位尽量不要接近板边，设备外壳等等
b. 在手艺焊接或许机器焊接的时分要留意焊接温度，晶振对温度比较灵敏，焊接时温度不能过高，而且加热时刻尽量短。
c. 规划的时分尽量缩短晶振部分的走线，晶振走线和其他信号线之间保存尽量远的间隔，而且引荐将晶振的外壳接地，这些办法都能更好的防止搅扰。
d. 慎重挑选C1、C2的容值。尽量依照厂家供给的引荐值规划。在满意起震要求的前提下，C1、C2的取值能够尽量小，能缩短晶振起震时刻。
e. 留意晶振是否被过驱动，过驱动会影响晶振运用寿命。假如用示波器测验发现晶振的输出被削波，波峰波谷被削平，那么就要考虑晶振是否被过驱动。能够恰当调整R1限流电阻的阻值。直到输出完好的正弦波。
