PCB晶振可以简单地理解为一种电子元件,是主要用于时序控制的元器件。晶振的主要作用是在电路中提供精确的时间基准。在同一个电路中,通过选用合适的晶振,可以确保所有元器件的工作时钟同步,从而提高电路的稳定性和精度。
晶振也有别名叫“石英振荡器”,意味着晶振器元器件的振荡源是由一块石英水晶产生的,因此拥有很高的稳定性和精度。晶振具有需要外部电路提供电压启动的特点,一般来说,起振频率在几 kHz~几 MHz 之间。
晶振是由石英晶体片、电路基板、晶体封装和引线四部分组成,其中电路基板和晶体封装都固定在晶体片上,引线用于将晶振装入电路。晶体片的两侧都有金属电极,在两个电极之间有一个很薄的石英片,石英晶体片被处理成某种方向,这个方向被称为的Y方向或X方向。
在电子电路中,晶振可以被看做一种封装好的振荡器,一般包括晶体振荡器、晶体谐振器和晶体时钟等型号。在具体应用中,选择晶振的类型要根据电路设计的具体需求而定,这些参数包括频率、稳定性等。
晶振其实是利用了石英晶体的特殊性质才实现了稳定的运行。石英晶体具有“压电效应”,将石英晶体片施加电场,即可引发晶格振荡。
在晶体的两个平行表面之间存在电场,当这个电场方向与晶体的某个摆动方向相同时,就能够激发出机械振动,这种振动的频率和晶体材料的物理特性有关。晶振器利用晶体单元片分子振动的运动,形成一个精确的振荡频率信号,在外部电路中得到稳定的应用。
PCB晶振广泛用在各种电子设备中,例如通讯设备、计算机,以及各种数字电子产品等。不同领域中,对晶振的要求都有所不同,通信行业一般要求高速稳定性较好的晶振,而计算机则需要频率高、相位噪声低的晶振。
PCB晶振也广泛应用于军事、航空航天、船舶等领域,如有些高精度仿真计算机,其使用的晶振精度高达$10^{-15}$。