晶振知识点

1、压电效应

某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。

正压电效应：

当外力去掉后，电介质又会恢复到不带电的状态。

逆压电效应：

当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失。

当在晶体表面上施加机械压力时，与机械压力成比例的电压出现在晶体上。该电压会导致晶体失真，失真的量将与施加的电压成比例，并且还与施加在晶体上的交流电压成正比，从而导致晶体以其固有频率振动。这种压电效应会产生机械振动或振荡，可用来代替以前的振荡器中的标准LC振荡电路。

2、晶振原理

晶振具有压电效应，即在晶片两极外加电压后晶体会产生变形，反过来如外力使晶片变形，则两极上金属片又会产生电压。

3、晶振分类

3.1无源晶振

（1）无源晶振为晶体。一般为2引脚的无极性器件(部分无源晶振还有无极性的固定引脚)。
（2）无源晶振一般需借助与负载电容形成的时钟电路才能产生振荡信号。具体的推荐电容一般晶振的技术规格书中有介绍。(如：32.768K的晶振搭配12.5PF的电容）
（3）无源晶振产生的为正弦波信号。用示波器测一个引脚与地之间的波形。

3.2有源晶振

（1）有源晶振为振荡器，有4个引脚。
（2）有源晶振不需要CPU的内部振荡器，信号稳定，质量较好，而且连接方式比较简单。但价格相比无源晶振贵。
（3）有源晶振产生的信号为方波信号。（总有特例为正弦波信号）示波器测信号与GND之间。
（4）有源晶振供电便能产生一个时钟信号。
（5）有源晶振误差最小为0.1PPM。

4、晶振分频

4.1分频

当原来的信号经过n的周期，新的信号跳变一次，这样新信号周期就是原信号N倍，新信号频率基于老频率则叫N分频

4.2倍频：

与分频相反，频率是增大，当新频率是之前频率的N倍，则称为N倍频。倍频是利用锁相环（PLL）的原理进行频率的增倍。如STM32单片机外接8M晶振，但是主频却能跑72M。
 

5、晶振的等效电路：

R是ESR串联等效阻抗，L和C分别是等效电感和电容，Cp为寄生电容

当晶振在串联谐振的状态工作时，线路表现为纯阻性，感抗等于容抗（XL=XC），串联谐振频率为：

当晶振在并联谐振状态下工作时，线路表现为纯感性。在这种模式下，工作频率由晶振的负载决定。对于并联状态的晶振，应该指定负载电容CL。这种模式下，谐振频率：

 

补充：

一般情况下，增大负载电容会使振荡频率下降，而减小负载电容会使振荡频率升高。

 

 将晶振连接到XTAL引脚即可。

此为学习笔记：

参考：

​​​​​​晶振详解之工作原理_sternlycore的博客-CSDN博客_晶振工作原理 

晶振知识点整理_jsd999的博客-CSDN博客_晶振倍频原理