居里在1880年发现了天然石英晶体具有压电效应，从此就有了压电石英晶体的舞台，在经过人类不断的挖潜与开发，压电石英晶体被制作成各种元器件与工艺品，压电晶体在经过人工培育成功之后，更是有了石英晶体远大的开阔与发展,压电石英晶体，被制作成了石英晶体谐振器,SAW声表面滤波器，而石英晶体又被分为了，无源晶振和有源晶振，又有兆级之分，也有千赫时钟晶体表晶之分，而表晶应用最为广阔的频率是32.768KHZ，居里兄弟压电晶体的发现不但成就了元器件的舞台，还给人类带来了无尽的好处，也成就了一个以依靠时钟起家的企业，这就是日本精工（SEIKO）石英钟表，精工集团同时还研发生产了精工晶振,1969年12月25日对于世界时间是具有历史意义的一天!SEIKO 推出世界上第一只石英表，为人类的时间观念和社会生活带来了莫大的变革。
而石英钟表的作用确是一颗小小的石英晶体谐振器,32.768KHZ，简称为表晶，32.768K,晶振后来被广泛应用到各种时钟产品,人类越来越里不开的电子产品之中。比如手机，石英手表，石英挂钟，万年历，等电子数码产品。表晶，32.768K在电子产品线路中起到的作用是

提供频率信号给实时时钟IC。若晶振的频率有所偏移，时间的表示就会不精准。首先了解一个实时案例。客户是做手机的厂商，开发基频电路的设计部门负责设计手机搭载的时钟电路。一般，时钟电路是由音叉型石英晶体振荡器件以及实时时钟IC所构成。
　　用32.768K的振荡器件，输入频率信号给IC。IC内部会建构有分频电路，连续除以二进行15回合，产生了1Hz的信号，做成1秒钟。
　　问题是手机厂商使用为更小型的石英晶振之后，发觉振荡频率变为32.77075KHz(增加了84ppm)。因此，每一天约超前了7.26秒。一个月下来就超前了3分半，大幅超越了该公司订下的容许范围。(该公司所订的基准是每一个月常温下必须维持1分钟的误差之内。)
　　注：原本采用的石英晶体振荡器件尺寸爱普生晶振MC-1467.0mm×1.5mm×1.4mm，换成了KDS晶振,

DST310S晶振,3.2min×1.5mm×0.8mm的小型器件，体积仅有原来的四分之一，可以省空间。
　　发生问题后，经过内部的讨论一致认为问题该是出于石英晶振器件的“负载电容”的差异。透过实际的测试之后，原来晶振负载为7pF，新品为12.5pF，却是符合器件厂商的规格。
　　所谓的“负载容量”，通常是指器件发振时振荡电路的负载容量。一般，当负载电容增大时，发振频率跟着变低，这个关系曲线就称为“频率－负载容量特性”，每家振荡器件多不太相同。这是因为振荡器件的振动片设计与电极设计值不同的缘故。
　　注：发振电路的负载容量是由Cd与Cg两个静电容量以及寄生电容的合成容量。Cd与Cg若是过大，负载容量也会变大。

　　如果振荡器件的负载容量与石英晶振发振电路的负载容量不一致时，振荡频率会偏移。于是该客户将原本Cd/Cg的电容值从6pF变更成18pF的电容器，发振电路的负载容量从7pF增加到12.5pF。虽然是配合了，可是却衍生出另一个问题。那就是电路负性阻抗的绝对值100KΩ，充裕度不足(等效串接阻抗45KΩ～75KΩ)。1.3～2倍的发振充裕度，不太符合5～10倍以上的期望值。若是使用环境的温度变迁大的场合，担心表晶会不振荡。
　　经过反复更替电路定数，依然不能解决问题。而且，振荡器件的驱动电力激励位阶增大，又有机会破损振荡器件的副作用。
　　在必须使用IC内藏回授阻抗与Inverter的前提下，也唯有变换另一种振荡器件。若是换回原来7pF的制品，当然没有问题。但是不能达成开发的目标。于是，与器件提供厂商长谈之后，换了原来爱普生晶振的产品MC-146晶振，然而负载电容仅有9pF的新品。从新设计发振电路之后，无论频率偏移还是充裕度以及激励位阶都在适当的范围内。最终，解决了困扰手机厂商的问题。
　　从这一个案例的克服，不难发觉石英晶振器件的发振电路设计，其实是频率偏差、发振充裕度、激励位阶等三个条件满足的连立方程式作业，需要面面俱到。
　　另外实际的应用上，还需要考虑到温度变化的因素。摄氏25度频率偏差为零，当温度无论是往上还是往下，发振频率会滑落。因此，无妨将表晶发振电路的负载容量做的比振荡器件的负载容量小一点。
很明确的一个答案就是，若晶振频率发生偏差，并非是晶振厂商的问题或者是晶振本身问题，实则最重要的还是晶振的负载电容。还有一个因素就是温度范围的影响。康华尔电子在千赫石英晶体谐振器方面会竭尽全力的不段开发新的高晶度的石英晶体，康华尔公司代理的日本进口石英晶振系列已经被大多数国内手机厂商成功应用到各种型号和智能手机包括平板笔记本等电子数码产品系列。在此本司有信心有能力的为手机厂商，解决一切石英晶振在手机中出现的各种疑难问题,本公司还生产陶瓷晶振，以及声表面滤波器和到雾化片等压电器件系列。
作者：康华尔电子－－晶振帝国

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