LCC晶振百科009期 | 一文了解：晶振的详细分类！

作者：凌创微电子 日期：2024-07-10 浏览量：

晶振的主要功能是提供稳定、精确的振荡信号，作为电子系统的时钟源或频率基准，用于同步和协调系统各部分的操作。它在时间基准、频率生成、数据传输和噪声降低等方面发挥关键作用，确保系统的性能和可靠性。下面带大家了解凌创微晶振的详细分类。

一、晶振按“封装材料”分类如下：

       1、石英晶振：是指用金属外壳封装的晶振，它具有频率稳定性高、温度特性好、老化小、抗干扰强等优点，但也有体积大、成本高、频率范围窄等缺点。石英晶振主要应用于高精度和高稳定度的场合，如通信设备、导航设备、仪器仪表等。
       2、陶瓷晶振：是指用陶瓷外壳封装的晶振，它具有体积小、成本低、频率范围宽等优点，但也有频率稳定性低、温度特性差、老化大、抗干扰弱等缺点。陶瓷晶振主要应用于稳定度要求不高的场合，如消费电子、玩具、遥控器等。

二、晶振按“外形”分类如下：

       1、长方形晶振：是指将晶体切割成长方形薄片，并在两个对应面上涂敷电极的一种晶振，它具有结构简单、制造容易等优点，但也有谐振频率受切割角度影响较大的缺点。长方形晶振主要应用于高频段（如MHz）或者对频率范围要求宽的场合。

2、圆柱形晶振：是指将晶体切割成圆柱形薄片，并在两个端面上涂敷电极的一种晶振，它具有谐振频率受切割角度影响较小、抗机械冲击能力较强等优点，但也有结构复杂、制造困难等缺点。圆柱形晶振主要应用于低频段（如32.768kHz）或者对频率稳定性要求高的场合。

3、椭圆形晶振：是指将晶体切割成椭圆形薄片，并在两个对应面上涂敷电极的一种晶振，它具有谐振频率受切割角度影响较小、抗机械冲击能力较强、结构简单、制造容易等优点，但也有谐振频率受尺寸影响较大的缺点。椭圆形晶振主要应用于中频段（如100kHz~10MHz）或者对频率稳定性要求适中的场合。

三、晶振按“安装方式”分类如下：

       1、贴片SMD：SMD晶振具有尺寸小、易贴装等特点，主要应用于空间相对较小的电子产品中，例如智能手机、无线蓝牙、平板电脑等数码产品。

2、直插DIP：DIP晶振主要应用于钟表、平板电脑、微型计算机等产品。

四、晶振按“振荡电路及应用需求”分类如下：

       （一）无源晶振（晶体谐振器）

       1、普通无源晶振：是指缺乏振荡电路，只具有谐振频率的晶振。无源晶振的优点包括可靠性高、稳定性好、频率精度高、体积小、重量轻、成本低等。

（1）普通无源晶振广泛应用于各种电子设备中，例如通信系统、计算机、遥控器、消费类电子产品、钟表等，作为基准频率信号或时钟信号。无源晶振的频率稳定度通常用ppm(百万分之一)来表示，即每百万分之一的偏差。例如，一个频率稳定度为±10ppm的无源晶振，其频率偏差范围为±100000Hz(假设晶体的固有频率为1MHz)。

（2）在电路中应用无源晶振时，通常需要将其接入适当的振荡电路中，如串联谐振电路或并联谐振电路，以产生所需的时钟信号源或频率源。同时，为了确保无源晶振能够正常工作，还需要在电路中添加适当的负载电容和负载电阻。适用于功耗和空间要求相对较低的应用场景。

2、热敏晶振TSX（内置热敏电阻的无源晶振）：是一种基于热敏效应的晶体谐振器，其频率会随着温度的变化而变化。热敏晶振的主要优点是其在宽温度范围内保持频率稳定、体积小、重量轻、功耗低和可靠性高等。相比其他类型的晶振，热敏晶振不需要太多的外部元件，因此更容易集成到电路中。

（1）热敏晶振的主要缺点是其价格相对较高，并且其频率范围有限。此外，由于其频率调整是通过热敏效应来实现的，因此需要一定的时间来稳定频率。

（2）热敏晶振是一种高精度、高稳定性的频率控制设备，适用于需要高精度时钟的电子设备。特别是需要高精度时钟的设备，如通信、导航、雷达和高速数字系统等。

（二）有源晶振（晶体振荡器，也就是无源晶振+IC）

       1、普通有源晶振SPXO：是石英晶体振荡器的一种，它利用石英晶体的压电效应产生高精度和高稳定度的频率基准源，具有更高的频率稳定度和更低的相位噪声。与普通无源晶振相比，有源晶振具有更高的频率精度和更宽的温度范围，因此常用于高精度和高稳定度的应用场景，例如通信、导航、仪器仪表等领域。

（1）有源晶振的电路通常包括晶体管、阻容元件和石英晶体等，它们共同构成了一个闭环振荡系统。通过调整外围电路的参数，可以实现对振荡频率和输出电平的精确控制。有源晶振的频率稳定度高，一般可达到小数几个数量级，甚至更高。

（2）在应用方面，有源晶振可以作为独立的频率源使用，也可以作为时钟源为其他电路提供时间基准。由于它具有高精度和高稳定性，因此能够满足各种不同应用场景的需求。

2、温度补偿晶体振荡器TCXO：是一种高精度、高稳定性的晶体振荡器，具有温度补偿功能，可以自动调整频率以补偿温度变化对晶体频率的影响。与其他类型的晶体振荡器相比，温补晶振具有许多优点。它可以在很宽的温度范围内保持稳定的频率输出，具有优秀的短期稳定性和长期稳定性。此外，温补晶振的相位噪声也很低，可以满足许多高端应用的需求。

（1）温补晶振具有很高的Q值和优秀的频率稳定性。通过采用特殊的温度补偿网络，温补晶振可以在宽温度范围内保持稳定的频率输出。这种晶振的频率稳定度通常在10-7~10-6量级，可以满足大多数高精度应用的需求。

（2）由于其优良的性能和稳定性，温补晶振被广泛应用于各种领域（例如，通信、导航、电子测量等）。在通信领域，温补晶振可以用作频率源和时钟源，为无线通信、卫星通信、光纤通信等领域提供高精度的频率参考。在导航领域，温补晶振可以提供高精度的时钟信号，为GPS、北斗等导航系统提供准确的定位信息。在电子测量领域，温补晶振可以作为标准频率源，用于各种电子测量设备的校准和测试。

3、差分晶振：是一种特殊的晶体振荡器，它通过将晶体振荡器的振荡信号分成两个相位相反的输出信号，并通过差分放大电路进行放大和处理，最终产生稳定的差分输出信号。

（1）差分晶振的主要优点在于它可以减小共模噪声，提高信号的抗干扰能力和稳定性。由于差分晶振的输出信号是两个相位相反的信号的差分值，因此它可以有效地消除共模噪声，使得信号的信噪比更高，更加稳定。

（2）差分晶振还具有较高的温度稳定性。由于晶体振荡器的温度稳定性较高，因此差分晶振的频率稳定性也相对较高，可以在较宽的温度范围内保持稳定的输出频率。这使得差分晶振在各种电子系统中得到了广泛应用，如通信、雷达、导航、仪器仪表等。

4、恒温晶体振荡器OCXO：是一种高精度、高稳定性的晶体振荡器，它利用恒温槽使晶体振荡器或石英晶体振子的温度保持恒定，将由周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量削减到最小的晶体振荡器。主要应用于对频率以及温度要求较高的5G移动通信同步、基站、航空航天、导航、电力、交通控制、仪器仪表等。

5、压控晶体振荡器VCXO：通过施加外部控制电压使振荡频率可变或是可以调制的石英晶体振荡器。主要应用于通信设备、交换机、网络设备、移动电视、视频监控、音频设备、频率合成器等数据编码以及传输。

五、晶振按“频率”分类如下：

1、低频晶振：以32.768KHz为主，主要应用于提供时钟RTC信号、为电子电路提供时钟信号标准频率源。

2、高频晶振：频率范围0-50MHz，主要应用于移动通信、GPS定位、自动控制系统、视听设备等。

3、高基频晶振：频率50MHz以上，更高的频率带来更好的通信效果，多应用于5G、WIFI等场景。

 

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