晶體振蕩器（Crystal Oscillator）是一種電子振蕩器，它使用石英晶體的壓電效應來產生穩定的頻率信號。晶體振蕩器廣泛應用于各種電子設備中，尤其是需要精確時間基準或頻率控制的場合，如微處理器、通信設備、計時器、無線電發射機、GPS接收器等。
工作原理：
壓電效應：石英晶體具有壓電效應，即在外部施加電壓時會發生形變，反之，當晶體受到機械壓力時，會在其表面產生電壓。
共振頻率：石英晶體有一個特定的共振頻率，這是由其物理尺寸和切割方式決定的。當晶體以這個頻率振動時，它表現出極高的Q值（品質因子），這意味著它在共振頻率附近非常穩定。
振蕩器電路：晶體振蕩器電路通常包括一個放大器和一個反饋路徑，晶體作為頻率選擇元件放置在反饋路徑中。當電路啟動后，晶體以其固有頻率振動，產生的信號經過放大后反饋回晶體，形成持續的振蕩。
結構組成：
晶體振蕩器的基本結構包括：
石英晶體：作為頻率控制元件的核心部分。
振蕩電路：包括放大器、反饋網絡和必要的電子元件，以維持和穩定振蕩。
封裝：晶體振蕩器通常封裝在小型的金屬或陶瓷殼體內，以保護內部元件并提供電氣連接。
常見類型：
晶體振蕩器的常見類型包括：
基頻振蕩器：使用晶體的基本共振頻率進行振蕩，通常頻率較低，如幾MHz到幾十MHz。
泛音振蕩器：利用晶體的泛音模式進行振蕩，可以產生更高的頻率，如幾十MHz到幾百MHz。
溫補晶體振蕩器（TCXO）：具有溫度補償電路，以減少溫度變化對頻率穩定性的影響。
恒溫晶體振蕩器（OCXO）：內部有加熱元件和控溫電路，將晶體置于恒溫環境中，提供極高的頻率穩定性。
電壓控制晶體振蕩器（VCXO）：可以通過外部電壓調節其輸出頻率。
數字控制晶體振蕩器（DCXO）：使用數字接口進行頻率設置和控制。
應用：
晶體振蕩器廣泛應用于以下場合：
通信系統：如手機、衛星通信、無線基站等。
計算機和網絡設備：如微處理器時鐘、路由器、交換機等。
消費電子：如電視機、DVD播放器、游戲機等。
工業和汽車電子：如控制器、傳感器、車載導航系統等。
精密測量和測試設備：如頻率計、信號發生器、頻譜分析儀等。
選擇和使用：
選擇晶體振蕩器時，需要考慮以下因素：
頻率穩定性：根據應用需求選擇合適的頻率穩定度，尤其是在溫度變化較大的環境中。
頻率范圍：確保振蕩器的頻率范圍符合設備的要求。
封裝尺寸：根據設備的物理空間限制選擇合適大小的封裝。
電源電壓和功耗：考慮電源供應能力和節能要求。
輸出類型：選擇適當的輸出波形（如正弦波、方波）和電平。
正確使用晶體振蕩器，包括合理的布局、良好的接地和屏蔽，以及適當的溫度控制，對于確保其性能和可靠性至關重要。