晶振是一种集成电路中的元器件,也被称为晶体振荡器或石英晶体振荡器。它主要由石英晶体、悬挂弹片、封装罩等组成。晶振能够产生高精度的电信号震荡,被广泛应用于数字电子时钟、计算机、通讯和工业自动化控制等领域。
晶振之所以能够产生精确的电信号震荡,主要是因为晶振内部的石英晶体的晶格结构具有一些特殊的物理性质。
石英晶体本身就具有压电效应。当外界施加电场作用于石英晶体时,晶体会发生长度和宽度的微小变形,这种变形导致晶体表面电荷的分布发生变化,产生电信号。相反地,当外界施加电压作用于石英晶体时,石英晶体会变形,从而使晶体表面电荷的分布也发生变化,这种变化也能够导致电信号的产生。
晶振的工作原理可以分为以下几步:
1. 开始阶段:晶振的电路被启动后,会给石英晶体一个频率相对较高的暂态电压信号。
2. 激励阶段:石英晶体开始以其共振频率产生振荡,形成一个初始振幅较小的电信号。
3. 维持阶段:电路会持续向石英晶体加能量,使晶体持续以其共振频率产生较大振幅的电信号。
4. 输出阶段:最后,晶振的电路会从石英晶体输出一个稳定的、经过滤波去噪的电信号。