利用石英水晶为原料制成的水晶谐振器，是许多生产工厂并不陌生的一种电子配件，大部分尺寸都比较小，以毫米（mm）为单位，虽然是很小的一颗，但制造工序却多达三十多道，还不包括后期的十几道检测，和部分加工技术。
石英晶体谐振器在电子设备中的重要性源于其极高的Q值，相对较小的尺寸和出色的温度稳定性。
石英晶体谐振器使用石英的压电特性。直接压电效应是指由机械应力的应用引起的某些材料的电极化。相反的效果是指产生的变形
在相同材料中通过施加电场。在石英晶体谐振器中，相对于晶轴以适当取向切割的薄石英片放置在两个电极之间。施加到这些电极的交流电压使石英同情地振动。随之而来的电极化的变化构成了通过谐振器的电位移电流。
当施加电压的频率接近石英切片的机械共振频率之一时，振动的幅度变得非常大。伴随的位移电流也增加，因此装置的有效阻抗在幅度上减小。随着频率在谐振附近变化，阻抗的快速变化是石英晶体谐振器作为进口晶体振荡器中的频率控制元件应用的关键因素。

图1-晶体的等效电路
在电学上，石英晶体可以用图1的等效电路表示，其中串联组合R1，L1和C1表示压电效应对阻抗的贡献，C0表示电极之间的并联电容以及任何杂散支架电容。电感L1是石英质量的函数，而电容C1与其刚度相关。电阻R1由石英和安装，布置中的损耗引起。
可以测量等效电路的参数，精度为1％。等效电路的电抗频率曲线如图所示

图2-无功与频率
有很多相关的晶振性能公式;第一个是fs。这是晶体串联谐振的频率，由下式给出：

其中fs以Hz为单位，L1为亨利，C1为法拉。典型的晶体参数值
校准公差
校准公差是频率允许的最大偏差在特定温度下的晶体，参考温度（通常为25°C）。

图4-低频控制
频率稳定性
晶体因几种原因而不稳定。温度变化和质量的物理变化导致我们的长期漂移呼叫老化可能是最关心我们的。温度变化的影响通过适当的最小化选择水晶切割和（对于严格的公差要求）包括晶体电路中的温度相关电抗，或在小烤箱中保持恒温。AT切割晶体是今天使用最广泛的，因为他们的频率家庭。
除了最苛刻的应用之外，温度曲线很容易以低成本提供良好的性能。
未补偿的AT切割晶体可以指定公差从-10°C到60°C降至±5ppm，需要更大的公差对于更宽的温度范围，如图3所示，显示a典型的AT切割频率-温度曲线族。这些曲线可以用三次方程表示并且是强烈依赖的关于石英晶振坯料的切割角度。零温度点系数称为上下转折点。一转通过选择切割角度可以将点放置在需要的位置;该然后固定另一个，因为两者都是关于一个点的对称在20°-30°C范围内。转折点之间的斜率变为它们一起移动时变小设计用于水晶的水晶切割烤箱，使上转折点与烤箱重合。

图5-频率/负载电容
工作温度。
图4显示了几个低频切割的频率温度曲线。J切割使用低于10kHz，而XY切割可以使用可在3kHz至85kHz范围内使用。可以在10kHz中使用NT切割范围。DT切割适用于100kHz至约800kHz，CT切割适用于300kHz至900kHz。

图6-典型的晶体拉伸灵敏度
负载电容
晶体可由制造商在fr处校准，其中它们看起来是电阻性的（或非常接近fr的fs）或共振对于容性负载，当然它们必须具有电感性。后一种情况称为负载共振，表示为符号fL的一般术语;更具体地说，符号f30例如，它将代表石英水晶振子所处的频率与30pF电容负载共振。

校准时晶体电抗曲线上的点需要由电路配置决定。作为一般规则，石英晶体振荡器中的非反相维持放大器需要fr处的校准和反相放大器需要校准“负载电容”的值，CL。后一种安排依赖于感应晶体，以及它所处的负载电容共振，提供进一步180°的相移。该规则最常见的例外是当一个小电容器，例如，变容二极管与晶体串联放置非反相放大器电路提供一定程度的频率调整。在这种情况下，必须校准晶体与该电容的平均值共振。

可调性
石英晶体的可拉性是其频率变化的量度给定的负载电容变化。这通常表示为其串联谐振频率（fr）与其负载之间的差异共振频率（fL）。该偏移量可以按部分计算百万使用分数负载共振频率偏移（DL），对于给定的CL值，实际频率从fr变为fL。

其中C1，C0和CL都以相同的单位表示。图5显示了频率变化影响的典型曲线关于负载电容的变化。或者，通常将晶体的可拉性表示为饰边每pF负载电容变化的灵敏度ppm。这是在给出的ppm/pF：

其中C1，C0和CL是pF，并在图6中以图形方式显示对于（C0+CL）的各种值。
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