晶振是電路板數(shù)字電路的＂心跳＂，在電路板中隨處可見,只要用得到處理器的地方就必定有晶振的存在,即使沒有外部晶振，芯片內部也有晶振。

·晶振

晶振是有源晶振的簡稱，也叫振蕩器，完整專業(yè)術語稱之為晶體振蕩器，Crystal Oscillator，簡寫為XO。需要供電。振蕩電路在晶振內部。

圖源網(wǎng)絡，侵刪

晶體則是無源晶振的簡稱，也叫諧振器，完整專業(yè)術語稱之為晶體諧振器，Crystal，簡寫為XTAL。不需供電。需配合振蕩電路才能工作。

晶振自身產(chǎn)生時鐘信號，為各種微處理芯片作時鐘參考，晶振相當于這些微處理芯片的心臟，沒有晶振，這些微處理芯片將無法工作。晶振的作用就是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調整頻率的方法保持同步。

晶振主要運用于單片機、DSP、ARM、PowerPC、CPLD/FPGA等CPU，以及PCI接口電路、CAN接口電路等通訊接口電路。其他應用：時鐘脈沖用石英晶體諧振器，與其它元件配合產(chǎn)生標準脈沖信號，廣泛用于數(shù)字電路中；CTVVTR用石英晶體諧振器；鐘表用石英晶體振蕩器。

·晶振的工作原理

石英晶體振蕩器是利用石英晶體的壓電效應制成的一種諧振器件。它的基本構成大致是：從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片，在它的兩個對應面上涂敷銀層作為電極，在每個電極上各焊一根引線接到管腳上，再加上封裝外殼就構成了石英晶體諧振器，簡稱為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。

壓電效應

石英晶體有一個很重要的特性：如果給它施加交變電壓，它就會產(chǎn)生機械振蕩，反之，如果給它機械振動，它又會產(chǎn)生交變電壓，這種特性叫壓電效應。

在一般情況下，晶片機械振動的振幅和交變電場的振幅非常微小，其振動頻率則是很穩(wěn)定的。但當外加交變電壓的頻率為某一特定值時，振動的幅度將急劇增加，這種現(xiàn)象稱為壓電諧振。它與LC回路的諧振現(xiàn)象十分相似。

一個石英晶振可以等效成一個電容和一個電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個電容的二端網(wǎng)絡。這個二端網(wǎng)絡有兩個諧振點，對應兩個諧振頻率，即fs和fp，fp略大于fs。

其中較低的頻率fs為串聯(lián)諧振頻率，較高的頻率fp為并聯(lián)諧振頻率。由于晶體自身的特性，這兩個頻率的距離相當接近，在這個極窄的頻率范圍內，晶振可以進一步等效為一個電感。

因此，如果我們在晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容，它就會組成一個并聯(lián)諧振電路。將這個并聯(lián)諧振電路再加到一個負反饋電路中，就可以構成正弦波振蕩電路。

而且，由于石英晶體化學性能非常穩(wěn)定，熱膨脹系數(shù)非常小，晶振等效為電感的頻率范圍很窄，振蕩頻率就非常穩(wěn)定。它的諧振頻率基本上只與晶片的形狀、材料、切割方向等密切相關，再加上控制幾何尺寸已經(jīng)可以做到很精密，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個振蕩器的頻率也不會有很大的變化，這就是晶振電路頻率穩(wěn)定的原理。

·晶振主要分類

1.普通晶振（SPXO）

Simple Packaged Crystal Oscillator

是一種沒有采取溫度補償措施的晶體振蕩器，在整個溫度范圍內，晶振的頻率穩(wěn)定度取決于其內部所用晶體的性能，頻率穩(wěn)定度在10-5量級，一般用于普通場所作為本振源或中間信號，是晶振中價值較低的產(chǎn)品。其工作完全是由晶體的自由振蕩完成。這類晶振主要應用于穩(wěn)定度要求不高的場合。

從坯料到封裝的晶振，圖源網(wǎng)絡

2.溫補晶振（TCXO）

Temperature Compensated Crystal Oscillator

溫補晶振是在晶振內部采取了對晶體頻率溫度特性進行補償，以達到在-40℃~105℃的寬溫溫度范圍內滿足穩(wěn)定度要求的晶體振蕩器；頻率穩(wěn)定度在5*10-7~5*10-8量級。

一般模擬式溫補晶振采用熱敏補償網(wǎng)絡，由溫度感受器與頻率補償電路組成，通過溫度感受器的電壓變化控制VCO或變容二極管校準頻率。由于其良好的開機特性、優(yōu)越的性價比以及功耗低、體積小、環(huán)境適應性較強等多方面優(yōu)點，因而得到了廣泛應用。

3.壓控晶振（VCXO）

Voltage Controlled Crystal Oscillator

壓控晶振是一種可通過調整外加電壓使晶振輸出頻率隨之改變的晶體振蕩器。其頻率控制范圍及線性度主要取決于電路所用變容二極管及晶體參數(shù)兩者的組合。主要用于鎖相環(huán)路或頻率微調。

4.恒溫晶振（OCXO）

Oven Controlled Crystal Oscillator

采用精密控溫，使電路元件及晶體工作在晶體的零溫度系數(shù)點的溫度上。中精度產(chǎn)品頻率穩(wěn)定度為10-8~10-9，高精度產(chǎn)品頻率穩(wěn)定度在10-10量級以上。

利用恒溫槽使晶體振蕩器中石英晶體諧振器的溫度保持恒定，把由于周圍溫度變化而引起的振蕩器輸出頻率變化的量，削減到最小。OCXO是由恒溫槽控制電路和振蕩器電路構成的。通常人們是利用熱敏電阻“電橋"構成的差動串聯(lián)放大器，來實現(xiàn)溫度控制。主要用作頻率源或標準信號。

OCXO被稱為晶體行業(yè)的皇冠，尤其是OCXO用的晶體，需要優(yōu)異的Q和老化，晶體行業(yè)最尖端的技術均用于了此行業(yè)，此行業(yè)可以說是晶體尖端技術的集合體。其本質上可以說是一個小型電子系統(tǒng)。OCXO與馴服晶振（GPSDO）、銣原子鐘一樣重要，而且性價比更高，用途也更加廣泛。隨著5G應用普及，OCXO的需求快速上升，一個5G小基站至少需要一個OCXO，而宏基站可能需要超過十個OCXO。

不同的特性決定了四種類型晶振的應用場合：如果需要設備即開即用，需選用SPXO、VCXO和TCXO。如果要求時鐘信號有較高穩(wěn)定度，推薦使用TXCO和OCXO。

·晶振的應用

晶振的應用極其廣泛，可以結合晶振主要參數(shù)進行具體應用，如輸出頻率 、頻率穩(wěn)定性、工作溫度范圍、輸入電壓和功率、輸出波形、封裝尺寸和外形等。

科研與計量：原子鐘、測量設備、遙測、遙感、遙控；

工業(yè)領域：通訊、電信、移動/蜂窩/便攜式終端、航空、航海、導航、儀器儀表、計算機、數(shù)字設備、顯示器、磁盤驅動器、調制解調器、標識/認證系統(tǒng)、傳感器；

消費領域：手表與時鐘、蜂窩與無繩電話機、普通電話機、呼叫器、音響設備、有線電視系統(tǒng)與電視機、PC、攝象機、業(yè)余無線電器材、玩具、醫(yī)用裝置與設備；

汽車領域：引擎控制，立體聲音響時鐘，傳感器，駕控計算機，GPS應用。

晶振的市場需求在5G通信、物聯(lián)網(wǎng)、智能汽車等應用領域拉動之下日趨上升，目前市場存在嚴重的供需失衡現(xiàn)象，晶振的供貨短缺問題愈演愈烈。隨著時代發(fā)展和芯片技術的進步，板卡的體積已經(jīng)無法容納傳統(tǒng)OCXO的龐大體積，小型化的OCXO成為趨勢。小型化OCXO具有著更小體積、更小功耗、更低成本等多重優(yōu)勢，能夠替代所有低檔晶振產(chǎn)品和80%的中檔晶振產(chǎn)品。

·賽思高端晶振正式發(fā)布

賽思在市場高壓下砥礪前行，成功自研上線了O5050、O3627、O2525、O2522、O1409、O0907等一系列具有1E-11超高穩(wěn)定性、-185dBc/Hz超低噪、1E-13超低秒穩(wěn)等業(yè)內頂尖的高端OCXO系列產(chǎn)品，可支持5.00MHz~200MH的頻率范圍以及7*9~50*50的封裝尺寸。

具體的產(chǎn)品參數(shù)可來電或私信詳詢

憑借公司在國內時頻領域領先的研發(fā)創(chuàng)新實力，除了通用型的晶振產(chǎn)品，賽思也可根據(jù)客戶特殊需求進行開發(fā)定制。

賽思晶振實物

賽思在電子元器件方面擁有豐富的產(chǎn)品線，除了高端OCXO系列產(chǎn)品，時鐘芯片產(chǎn)品方面也有優(yōu)異表現(xiàn)。2018年自主研發(fā)全數(shù)字鎖相環(huán)ADPLL；2020年發(fā)布首款北斗/GPS時頻同步SOC芯片、5G時鐘發(fā)生器芯片; 2021年實現(xiàn)多款高性能時鐘芯片量產(chǎn)銷售。

賽思自主研發(fā)的時頻同步芯片與恒溫晶振可服務于各個社會場景中，強勢打破中高端時頻電子元器件市場被國外廠家壟斷的局面，為“強芯”戰(zhàn)略和國產(chǎn)化替代貢獻力量。

賽思芯片智造機械手

賽思作為國內少數(shù)可以提供完整端到端解決方案的時頻研發(fā)設計公司，擁有時頻全產(chǎn)品系列線。主要產(chǎn)品包括高精度時鐘芯片、晶振、各類NTP/PTP時間服務器、子母鐘系統(tǒng)、北斗共視設備、衛(wèi)星智能分路系統(tǒng)、時空安全隔離裝置、授時板卡/模塊、時統(tǒng)系統(tǒng)、測試平臺及軟件等。

產(chǎn)品及解決方案實現(xiàn)全行業(yè)覆蓋，包括元宇宙、VR/AR、人工智能、區(qū)塊鏈、5G通信、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、北斗衛(wèi)星導航、電力能源、金融證券、航空航天、科研院校、生物醫(yī)療、大數(shù)據(jù)、高端制造、汽車自動駕駛等領域。憑借自身過硬的研發(fā)創(chuàng)新能力一舉開創(chuàng)了國內乃至全球多個領域時頻同步方案的第一。

未來，賽思將持續(xù)發(fā)力，立足博士后工作站、占比員工人數(shù)60%以上的研發(fā)團隊，以及高校合作研發(fā)團隊，聚合多方新鮮創(chuàng)新力，引領時頻智造，為客戶構建更加精準的世界，讓世界看見中國時頻芯力量！

審核編輯黃昊宇