IC先生：晶體振蕩器與諧振器區(qū)別關(guān)系

在電子領(lǐng)域中，有各種各樣的諧振器用于大量應(yīng)用。在那些諧振器列表中，兩種主要使用的材料是石英晶體和陶瓷（制造陶瓷諧振器）。石英晶體用于晶體振蕩器，陶瓷用于陶瓷諧振器。它們都具有相同的目的，即在向它們提供輸入電壓時通過振動產(chǎn)生振蕩頻率。但是它們兩者也有一些差異，下面IC先生網(wǎng)簡單給大家介紹下，以便將它們分開并且因此它們具有不同的應(yīng)用程序。

什么是晶體振蕩器？

振蕩器是一種在調(diào)諧電路的幫助下產(chǎn)生頻率的電路，產(chǎn)生的頻率稱為振蕩頻率。類似地，晶體振蕩器是一種電子電路或設(shè)備，用于在晶體而不是調(diào)諧電路的幫助下產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率。晶體振動時，它就像一個諧振器，因此會產(chǎn)生振蕩頻率。諧振器電路使用晶體產(chǎn)生振蕩，因此得名晶體振蕩器。晶體振蕩器的符號及電路如下圖所示：

在電子領(lǐng)域中，有各種各樣的諧振器用于大量應(yīng)用。在那些諧振器列表中，兩種主要使用的材料是石英晶體和陶瓷（制造陶瓷諧振器）。石英晶體用于晶體振蕩器，陶瓷用于陶瓷諧振器。它們都具有相同的目的，即在向它們提供輸入電壓時通過振動產(chǎn)生振蕩頻率。但是它們兩者也有一些差異，這將它們分開并且因此它們具有不同的應(yīng)用程序。

什么是晶體振蕩器？

振蕩器是一種在調(diào)諧電路的幫助下產(chǎn)生頻率的電路，產(chǎn)生的頻率稱為振蕩頻率。類似地，晶體振蕩器是一種電子電路或設(shè)備，用于在晶體而不是調(diào)諧電路的幫助下產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率。晶體振動時，它就像一個諧振器，因此會產(chǎn)生振蕩頻率。諧振器電路使用晶體產(chǎn)生振蕩，因此得名晶體振蕩器。晶體振蕩器的符號及電路如下圖所示：

什么是陶瓷諧振器？

類似于晶體振蕩器，陶瓷諧振器也是一種電子電路或用于借助陶瓷作為諧振壓電材料來產(chǎn)生振蕩頻率輸出的裝置。該材料可以有兩個或多個電極，當(dāng)連接到振蕩器電路時，這些電極會產(chǎn)生機械振動，從而產(chǎn)生特定頻率的振蕩信號。諧振器的電路類似于晶體振蕩器的電路，如下所示：

當(dāng)諧振器工作時，由于壓電材料即陶瓷，機械振動會產(chǎn)生振蕩電壓，然后振蕩電壓作為輸出連接到電極。在逆壓電效應(yīng)的情況下使用逆概念。

晶體振蕩器與諧振器

雖然它們都有相同的工作過程并產(chǎn)生頻率振蕩作為輸出，但它們在性能上存在一些差異，因此在許多情況下振蕩器已經(jīng)取代了諧振器，它們的差異包括：

頻率范圍- 晶體振蕩器的 Q 值比陶瓷諧振器高得多，因此晶體振蕩器的頻率范圍為 10 kHz – 100 MHz，而陶瓷諧振器的頻率范圍為 190 kHz – 50 MHz

輸出- 晶體振蕩器提供高穩(wěn)定性頻率輸出，陶瓷諧振器還提供與晶體振蕩器相比不太好的穩(wěn)定性輸出。在輸出頻率精度方面，晶體振蕩器提供比陶瓷諧振器更精確的輸出，陶瓷諧振器對溫度等參數(shù)是敏感元件。振蕩器的精度為 10ppm-1000ppm，而諧振器的精度為 0.1% - 1%。

參數(shù)影響- 對于陶瓷諧振器，陶瓷材料的厚度將決定輸出諧振頻率，而對于晶體振蕩器，諧振頻率輸出取決于材料的尺寸、形狀、彈性和聲速。晶體振蕩器對溫度的依賴性非常低，即即使溫度發(fā)生變化，它們也非常穩(wěn)定，而陶瓷諧振器對溫度的依賴性比晶體振蕩器大一些。對于石英晶體振蕩器，輸出特性取決于振動模式和切割晶體的角度，而在諧振器中主要是厚度。

容差和靈敏度- 晶體振蕩器對沖擊和振動的容忍度較低，而陶瓷諧振器相對具有較高的容忍度。晶體振蕩器具有低 ESD（靜電放電）耐受性，而陶瓷諧振器具有高 ESD 耐受性。振蕩器比諧振器更靈敏，靈敏度可以用輻射來比較。石英具有 0.001% 的頻率容差，而 PZT 具有 0.5% 的容差。

電容器依賴性- 諧振器可能有內(nèi)部電容器或有時需要外部電容器，而振蕩器需要外部電容器，它們的值取決于設(shè)計使用的晶體。

使用的材料- 晶體振蕩器由石英制成，作為壓電諧振器材料，而陶瓷諧振器由鈦酸鉛鋯 (PZT) 制成，它被稱為高穩(wěn)定性壓電陶瓷材料。晶體振蕩器制造困難，而陶瓷諧振器制造容易。

應(yīng)用– 陶瓷諧振器用于頻率穩(wěn)定性不重要的微處理器應(yīng)用，而晶體振蕩器可用于從電視到具有電子元件的兒童玩具的所有事物。諧振器適用于低速串行端口通信，而晶體振蕩器的頻率也可用于支持高速串行通信。諧振器沒有可用于高速串行端口通信的頻率。在基于時鐘的應(yīng)用方面，諧振器不太適合實時時鐘/計時/掛鐘，而如果使用可變電容器調(diào)諧振蕩器可能適合計時/RTC/掛鐘，否則預(yù)計每年漂移幾分鐘調(diào)整。

晶體振蕩器與諧振器關(guān)系

晶體振蕩器（Crystal Oscillator）和諧振器（Resonator）是密切相關(guān)的概念，它們之間存在著緊密的關(guān)系。

諧振器是一種電子元件，用于在特定頻率下提供電路的諧振。諧振器通常由電感、電容或者電感和電容的組合構(gòu)成，以產(chǎn)生特定的諧振頻率。它可以是被動元件，如LC諧振電路，也可以是主動元件，如晶體諧振器。

晶體振蕩器是一種利用晶體諧振器作為諧振元件來產(chǎn)生穩(wěn)定頻率信號的電路裝置。晶體振蕩器通常由晶體諧振器、放大器和反饋電路組成。晶體諧振器作為諧振元件，提供了穩(wěn)定且精確的諧振頻率。放大器將晶體諧振器輸出的信號放大到適當(dāng)?shù)乃?，而反饋電路將一部分輸出信號反饋給晶體諧振器，以維持振蕩的穩(wěn)定性。

因此，晶體振蕩器是一種利用晶體諧振器作為諧振元件的電路，用于產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率信號。晶體諧振器是諧振器的一種，具有特定的諧振頻率，并在晶體振蕩器中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

晶體振蕩器相對于其他類型的振蕩器（如LC振蕩器）具有許多優(yōu)點，包括更高的頻率穩(wěn)定性、更低的相位噪聲和更好的溫度穩(wěn)定性。它們在許多電子設(shè)備中廣泛應(yīng)用，包括通信設(shè)備、計算機、無線電和其他需要精確時鐘或頻率控制的應(yīng)用。

什么是陶瓷諧振器？

類似于晶體振蕩器，陶瓷諧振器也是一種電子電路或用于借助陶瓷作為諧振壓電材料來產(chǎn)生振蕩頻率輸出的裝置。該材料可以有兩個或多個電極，當(dāng)連接到振蕩器電路時，這些電極會產(chǎn)生機械振動，從而產(chǎn)生特定頻率的振蕩信號。諧振器的電路類似于晶體振蕩器的電路，如下所示：

當(dāng)諧振器工作時，由于壓電材料即陶瓷，機械振動會產(chǎn)生振蕩電壓，然后振蕩電壓作為輸出連接到電極。在逆壓電效應(yīng)的情況下使用逆概念。

晶體振蕩器與諧振器

雖然它們都有相同的工作過程并產(chǎn)生頻率振蕩作為輸出，但它們在性能上存在一些差異，因此在許多情況下振蕩器已經(jīng)取代了諧振器，它們的差異包括：

頻率范圍- 晶體振蕩器的 Q 值比陶瓷諧振器高得多，因此晶體振蕩器的頻率范圍為 10 kHz – 100 MHz，而陶瓷諧振器的頻率范圍為 190 kHz – 50 MHz

輸出- 晶體振蕩器提供高穩(wěn)定性頻率輸出，陶瓷諧振器還提供與晶體振蕩器相比不太好的穩(wěn)定性輸出。在輸出頻率精度方面，晶體振蕩器提供比陶瓷諧振器更精確的輸出，陶瓷諧振器對溫度等參數(shù)是敏感元件。振蕩器的精度為 10ppm-1000ppm，而諧振器的精度為 0.1% - 1%。

參數(shù)影響- 對于陶瓷諧振器，陶瓷材料的厚度將決定輸出諧振頻率，而對于晶體振蕩器，諧振頻率輸出取決于材料的尺寸、形狀、彈性和聲速。晶體振蕩器對溫度的依賴性非常低，即即使溫度發(fā)生變化，它們也非常穩(wěn)定，而陶瓷諧振器對溫度的依賴性比晶體振蕩器大一些。對于石英晶體振蕩器，輸出特性取決于振動模式和切割晶體的角度，而在諧振器中主要是厚度。

容差和靈敏度- 晶體振蕩器對沖擊和振動的容忍度較低，而陶瓷諧振器相對具有較高的容忍度。晶體振蕩器具有低 ESD（靜電放電）耐受性，而陶瓷諧振器具有高 ESD 耐受性。振蕩器比諧振器更靈敏，靈敏度可以用輻射來比較。石英具有 0.001% 的頻率容差，而 PZT 具有 0.5% 的容差。

電容器依賴性- 諧振器可能有內(nèi)部電容器或有時需要外部電容器，而振蕩器需要外部電容器，它們的值取決于設(shè)計使用的晶體。

使用的材料- 晶體振蕩器由石英制成，作為壓電諧振器材料，而陶瓷諧振器由鈦酸鉛鋯 (PZT) 制成，它被稱為高穩(wěn)定性壓電陶瓷材料。晶體振蕩器制造困難，而陶瓷諧振器制造容易。

應(yīng)用– 陶瓷諧振器用于頻率穩(wěn)定性不重要的微處理器應(yīng)用，而晶體振蕩器可用于從電視到具有電子元件的兒童玩具的所有事物。諧振器適用于低速串行端口通信，而晶體振蕩器的頻率也可用于支持高速串行通信。諧振器沒有可用于高速串行端口通信的頻率。在基于時鐘的應(yīng)用方面，諧振器不太適合實時時鐘/計時/掛鐘，而如果使用可變電容器調(diào)諧振蕩器可能適合計時/RTC/掛鐘，否則預(yù)計每年漂移幾分鐘調(diào)整。

晶體振蕩器與諧振器關(guān)系

晶體振蕩器（Crystal Oscillator）和諧振器（Resonator）是密切相關(guān)的概念，它們之間存在著緊密的關(guān)系。

諧振器是一種電子元件，用于在特定頻率下提供電路的諧振。諧振器通常由電感、電容或者電感和電容的組合構(gòu)成，以產(chǎn)生特定的諧振頻率。它可以是被動元件，如LC諧振電路，也可以是主動元件，如晶體諧振器。

晶體振蕩器是一種利用晶體諧振器作為諧振元件來產(chǎn)生穩(wěn)定頻率信號的電路裝置。晶體振蕩器通常由晶體諧振器、放大器和反饋電路組成。晶體諧振器作為諧振元件，提供了穩(wěn)定且精確的諧振頻率。放大器將晶體諧振器輸出的信號放大到適當(dāng)?shù)乃?，而反饋電路將一部分輸出信號反饋給晶體諧振器，以維持振蕩的穩(wěn)定性。

因此，晶體振蕩器是一種利用晶體諧振器作為諧振元件的電路，用于產(chǎn)生穩(wěn)定的頻率信號。晶體諧振器是諧振器的一種，具有特定的諧振頻率，并在晶體振蕩器中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

晶體振蕩器相對于其他類型的振蕩器（如LC振蕩器）具有許多優(yōu)點，包括更高的頻率穩(wěn)定性、更低的相位噪聲和更好的溫度穩(wěn)定性。它們在許多電子設(shè)備中廣泛應(yīng)用，包括通信設(shè)備、計算機、無線電和其他需要精確時鐘或頻率控制的應(yīng)用。

審核編輯黃宇