晶体振荡器与陶瓷谐振器简述

各种谐振器用于电子领域的大量应用中。在这些谐振器中，两种主要使用的材料是石英晶体和陶瓷（制造陶瓷谐振器）。石英晶体用于晶体振荡器，陶瓷用于陶瓷谐振器。它们都具有相同的特性，即当向它们提供输入电压时通过振动来产生振荡频率。但是它们两个也有一些差异，这些差异将它们区分开来，也因此将它们应用于不同的应用程序。

什么是晶体振荡器？

振荡器是在调谐威廉希尔官方网站 的帮助下产生振荡频率的威廉希尔官方网站 。同样，晶体振荡器是一种电子威廉希尔官方网站 或设备，它借助晶体而不是调谐威廉希尔官方网站 来产生稳定的频率。晶体振动时，它就像一个谐振器，因此会产生一个振荡频率。谐振器威廉希尔官方网站 使用晶体代替产生振荡，因此被称为晶体振荡器（简称晶振，Crystal Oscillator）。晶振的符号及威廉希尔官方网站 如下图所示：

什么是陶瓷谐振器？

与晶体振荡器类似，陶瓷谐振器也是一种电子威廉希尔官方网站 或设备，利用陶瓷作为谐振压电材料来产生振荡频率的输出。这种材料可以具有两个或多个电极，当连接到振荡器威廉希尔官方网站 时会产生机械振动并因此产生特定频率的振荡信号。谐振器的威廉希尔官方网站 类似于晶体振荡器的威廉希尔官方网站 ，如下图所示：

当谐振器工作时，由于压电材料（即陶瓷）的机械振动而产生振荡电压，然后将振荡电压作为输出。

晶体振荡器与谐振器

尽管它们具有相同的工作过程并产生频率振荡作为输出，但它们在性能上有一些不同，因此振荡器在许多情况下取代了谐振器：

§频率范围- 晶体振荡器的 Q 因子比陶瓷谐振器高得多，晶体振荡器的频率范围为 10 kHz – 100 MHz，而陶瓷谐振器的频率范围为 190 kHz – 50 MHz

§输出- 晶体振荡器提供高稳定性频率输出，陶瓷谐振器也提供稳定性输出，但晶体振荡器相比更好一点。在输出频率精度方面，晶体振荡器提供比陶瓷谐振器更准确的输出，陶瓷谐振器对温度等参数很敏感。振荡器的精度为 10ppm-1000ppm（1ppm 百万分之一），而谐振器的精度为 0.1% - 1%。

§参数的影响- 对于陶瓷谐振器，陶瓷材料的厚度将决定输出谐振频率，而对于晶体振荡器，谐振频率输出取决于材料中声音的大小、形状、弹性和速度。温度对晶体振荡器的影响非常低，即使温度发生变化，它们也非常稳定，而温度对陶瓷谐振器的影响比晶体振荡器大一点。对于石英晶体振荡器，输出特性取决于振动模式和切割晶体的角度，而在陶瓷谐振器中主要是厚度影响更大。

§容差和灵敏度- 晶体振荡器对冲击和振动的耐受性较低，而陶瓷谐振器的耐受性相对较高。晶体振荡器具有低 ESD（静电放电）受耐性，而陶瓷谐振器具有高 ESD受耐性。振荡器比谐振器更敏感，灵敏度可以在辐射方面进行比较。石英的频率容差为 0.001%，而 PZT 的容差为 0.5%。

§电容器依赖性- 谐振器可能有内部电容器或有时需要外部电容器，而振荡器需要外部电容器，它们的值取决于设计的晶体。

§使用的材料- 晶体振荡器由石英作为压电谐振器材料制成，而陶瓷谐振器由钛酸铅锆 (PZT) 制成，这种材料被称为高稳定性压电陶瓷材料。晶体振荡器比陶瓷谐振器制造难度更高。

应用- 陶瓷谐振器用于频率稳定性要求不高的微处理器应用中，而晶体振荡器的使用性更广，可以在计算机到带有电子元件的儿童玩具等产品中看到他们的身影。谐振器适用于低速串行端口通信，而晶体振荡器的频率可用于支持高速串行通信。谐振器没有可用于高速串行端口通信的频率。在基于时钟的应用方面，谐振器不太适合实时时钟/计时/挂钟，而如果使用可变电容器进行调谐，振荡器可能适合计时/RTC/挂钟，如果不调谐，预计每年会有几分钟的漂移。