晶振之基本要点
晶振全称为压电石英晶体振荡器（英文Crystal Oscillators），国外称为水晶,早期发现水晶是天然水晶,因为天然水晶杂质比较多、后经过人工种植,水晶经过切片加工之后其产生机电效应、如称为压电晶体，水晶加工成晶片之后可生产普通石英晶体，称呼为石英晶体谐振器,也可以加工为有源带电压和温补效应的石英晶体振荡器。用在于产生原始的时钟频率，这个频率石英晶振。

经过频率发生器的放大或缩小后就成了电脑中各种不同的总线频率。以声卡为例，要实现对模拟信号44.1kHz或48kHz的采样，频率发生器就必须提供一个44.1kHz或48kHz的时钟频率。如果需要对这两种音频同时支持的话，声卡就需要有两颗晶振。但是娱乐级声卡为了降低成本，通常都采用SRC将输出的采样频率固定在48kHz，但是SRC会对音质带来损害，而且现在的娱乐级声卡都没有很好地解决这个问题。晶振一般叫做晶体谐振器，是一种机电器件，是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。这种晶体有一个很重要的特性，如果给它通电，它就会产生机械振荡，反之，如果给它机械力，它又会产生电，这种特性叫机电效应。他们有一个很重要的特点，其振荡频率与他们的形状，材料，切割方向等密切相关。由于石英晶体化学性能非常稳定，热膨胀系数非常小，其振荡频率也非常稳定，由于控制几何尺寸可以做到很精密，因此，其谐振频率也很准确。根据石英晶体的机电效应，我们可以把它等效为一个电磁振荡回路，即谐振回路。他们的机电效应是机-电-机-电的不断转换，由电感和电容组成的谐振回路是电场-磁场的不断转换。在电路中的应用实际上是把它当作一个高Q值的电磁谐振回路。由于石英晶体的损耗非常小，即Q值非常高，做振荡器用时，可以产生非常稳定的振荡，作滤波器用，可以获得非常稳定和陡削的带通或带阻曲线。
　　晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCXO）。

　　晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。
　　晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。
VC-TCXO就是“压控温度补偿晶体振荡器”的英文缩写。
(RF集成发展现状)
RF集成一个重要的发展出现在大约两年以前，当时RF技术和数字基带调制解调器的发展使得在无线手机中用直接下变频接收器替代超外差射频器件成为可能。超外差射频器件使用多级混频器、滤波器和多个电压控制振荡器(VCO)，已经很好地应用了多年，但直接变频射频器件的集成度能够大大减少GSM RF总体元件数。在上世纪九十年代后期，一个典型的单频段超外差RF子系统包括PA、天线开关、LDO、小信号RF和VCTCXO，需要大约200个分立器件；今天，我们能够设计一个具有四频段功能的直接变频系统，集成了VCO、VCXO和PLL回路滤波器，而它的元件数却少于50个。
如德州仪器用于GSM的收发器TRF6151(图1)，集成在上面的功能包括片上电压调节器、VCO和VCO槽路、PA功率控制、PLL回路滤波器EDGE阻塞器检测、LNA增益分步控制及VCXO。
对于设计人员来讲，先进的集成有助于克服无线RF中一些大的难题，其中最基本的一个是收发器的DC电源及其调节。在通话时，随着温度和时间变化，电池电压会变化，此外，来自TX VCO和RX VCO电源的噪声耦合也会影响整个系统的性能，因而设计人员面临着如何解决射频线路板调节器和大多数相关无源元件的问题。将这些器件集成在射频收发器中意味着唯一所需的外部元件就是简单的去耦电容，这种直接与电源相连的特性不仅简化了设计，也节省了线路板空间。
RF设计人员面临的另一个挑战是VCO调谐范围和锁定时间。在所有模拟VCO设计中。因为常常需要对锁定时间和调谐范围进行平衡，所以回路滤波器一般放在芯片外部。有时候，这可以在VCO调谐范围的软件控制中解决，然而这个方法对电话整体开发提出了额外的资源要求。当数字调谐功能包括在VCO中且能提供自校准时，就可得到一个扩展的调谐范围，回路滤波器元件就能放在芯片中。显然，这一方案可使设计工程师简化他们的工作。
为获得GSM系统所需的发送器功率控制，PA制造商一般都将这一功能包括在功率放大器模块(PAM)中。功率控制器通常由多达几千个数字CMOS门组成，制作在PAM内一个独立的芯片中，该元件会使PAM的成本增加0.30～0.40美元。把这一功能集成到射频器件中将使GaAs PAM制造商不必采购数字CMOS电路和将它们装入PAM中，对于一个每月生产成千上万产品的OEM来讲，去掉这个多余的元件将大大降低他们的成本。
先进集成能带来实质性节约的另一个领域是VCXO。在过去，要购买昂贵的VCTCXO模块作为分立元件设计在射频器件中，所以将VCTCXO模块常用元件并入射频器件中能减少费用和相关设计问题，利用TRF6151仅需要一个低价位的晶体和变容二极管就能完成VCTCXO的功能。
虽然有了这些集成和设计简化，RF设计工程师依然面临着困难的抉择，其中之一是输入灵敏度和RX功耗。众所周知，低噪声放大器(LNA)设计中所用的电流越大，总体噪声特性就越低。设计工程师必须判定接收器的总功率预算，以及接收器灵敏度水平要求。但是噪声并不随功率减少而减少，事实上正好相反。所以虽然能满足GSM标准规范，设计人员也必须经常问自己，为达到某个灵敏度水平而在功耗上付出代价是否值得。这个问题也说明对设计工程师和IC制造商来讲为什么在整个设计过程中密切配合非常必要，从设计工程师处得到的反馈能够引导IC制造商在开发未来RF产品时更好地为无线业界服务
水晶处了能加工成为压电石英晶体谐振器，和压电石英晶体振荡器之外,还有可以加工晶体滤波器之类产品。康华尔公司生产经营：石英晶振,石英晶体振荡器,声表面滤波器,陶瓷晶振,压电陶瓷雾化片系列产品。

作者：康华尔－晶振帝国

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