晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应制成的一种谐振元件。

什么是晶体振荡器

在石英晶体上按一定方位切下薄片，将薄片两端抛光并涂上导电的银层，再从银层上连出两个电极，抽真空填充氮气后并密闭封装起来，这样构成的元件叫晶体谐振器（无源晶振）；而在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器（有源晶振）。

晶体振荡器的结构特点

晶体振荡器一般由外壳、晶片、支架、IC组成振荡电路、电极板、引线等组成。 晶片的两个对应表面上涂敷银层，由晶片支架固定并引出电极。晶片支架分为焊线式和夹紧式两种。通常，中、低频晶体振荡器采用焊线式晶片支架，而高频晶体振荡器采用夹紧式晶片支架。当晶片两面加上交变电压时，晶片将随着交变信号的变化而产生机械振动。当交变电压的频率与晶片的固有频率（只与晶片几何尺寸相关）相同时，机械振动最强，电路中的电流也最大，这即是晶体谐振特性。

晶体振荡器稳频原理

晶体振荡器所以能获得比百万级（ppm）更高的频率稳定度是由于采用晶体谐振器，它具有以下优良性能：

（1） 晶体振荡器的振荡频率主要由石英晶体谐振器的谐振频率fq决定，fq主要取决于石英晶片的尺寸。石英晶体的物理性能和化学性能都十分稳定，它的尺寸受外界条件如温度、湿度、气压等变化的影响极小，使其谐振频率fq十分稳定，因而晶体谐振器上标志的标称频率是十分稳定的，从而使晶体振荡器具有很高的振荡频率稳定度。

（2） 与Q值只有200～300的普通LC回路相比，石英晶体谐振器具有很高的品质因数。因而，石英晶体呈现的等效电抗x随频率的变化极其陡峭。当各种频率不稳定因素使振荡回路的电抗产生±△X变化时，只要晶体振荡频率f作微量变化，高Q的石英晶体谐振器就可以产生一负正△X的电抗变化，来抵偿外界因素变化的影响，使整个回路的总电抗和∑X = 0，维持了反馈相位的平衡。这使石英晶体振荡器在晶体管参数、负载、供电电压、温度等外界因素变化的条件下，维持晶体振荡频率稳定不变的能力强。

（3） 晶体谐振器与晶体管等有源器件的接入系数极小，这大大减弱了晶体管的输出电容、输入电容等参数以及外电路中的不稳定因素对石英晶体振荡器决定频率系统的影响，这也有利于提高石英晶体振荡器的频率稳定度。晶体谐振器的等效阻抗很大，它与晶体管等有源器件只要保持较松的耦合就能维持振荡。

晶体振荡器在数字时代的应用

由于石英晶体在压力下产出的电场强度很小，这样仅需很弱的外加电场即可产生形变，这一特性使压电石英晶体很容易在外加交变电场激励下产生谐振。

目前随着科技的智能化发展，越来越多数字电路离不开晶体振荡器的身影。晶体振荡器是高精度和高稳定度的振荡器，被广泛应用于网络通讯、5G基站、GPS导航、人工智能、航空航天等各类振荡电路中，用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。