(資料圖)

如同人體離不開心臟提供生存必須的脈搏一樣，電子設(shè)備也需要“心臟”來為數(shù)據(jù)的傳輸和處理提供穩(wěn)定的頻率信號，晶振就是產(chǎn)生電子設(shè)備“脈搏”的“心臟”。普通晶振只有綠豆大小，看上去是一個(gè)不起眼的小器件，它可是電子設(shè)備中一顆顆小 “心臟”，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，比如普通的智能手機(jī)中就有十多顆晶振在各個(gè)“崗位”上提供頻率信號，電腦、路由器、藍(lán)牙耳機(jī)等電子設(shè)備中也處處是晶振的身影，智能汽車等大型智能設(shè)備中更是搭載上百顆各種功能的晶振。除此之外，衛(wèi)星、飛船、火箭等航天器中，晶振作為內(nèi)部各個(gè)系統(tǒng)中電子設(shè)備的“心臟”，也為系統(tǒng)的正常工作提供穩(wěn)定的頻率頻率信號。比如神舟飛船上就搭載數(shù)量眾多的晶振，它為神舟飛船和地面的通信、飛船內(nèi)部數(shù)據(jù)的傳輸處理提供了有力保障，助力神舟飛船聽到清、看得到、飛得穩(wěn)。那么，晶振是怎樣工作的呢？晶振又有那些種類呢？

1.晶振是怎樣工作的呢？

晶振，它的全稱是石英晶體振蕩器，是利用石英晶體的壓電效應(yīng)來工作的。晶體的壓電效應(yīng)是19世紀(jì)末法國的皮埃爾·居里發(fā)現(xiàn)的。從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片(簡稱為晶片)，在晶片的兩個(gè)表面上涂敷金或銀層作為電極，若在石英晶體的兩個(gè)電極上加一電場，晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。反之，若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械壓力，則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場，這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。在一般情況下，晶片機(jī)械振動(dòng)的振幅和交變電場的振幅非常微小，但當(dāng)外加交變電壓的頻率為晶片的諧振頻率時(shí)，振幅明顯加大，這種現(xiàn)象稱為壓電諧振，諧振的頻率會(huì)非常穩(wěn)定，因此，晶振的輸出頻率才會(huì)非常穩(wěn)定，我們的電子設(shè)備才能穩(wěn)定工作。

2.晶振又有那些種類呢？

晶振按照應(yīng)用場合的不同，可以分為普通時(shí)鐘晶振、高頻差分晶振、溫補(bǔ)晶振和恒溫晶振等。普通時(shí)鐘晶振是直接利用晶體諧振頻率進(jìn)行工作的時(shí)鐘振蕩器，它結(jié)構(gòu)較為簡單，用途很廣泛，比如我們家用的石英鐘表就是采用普通時(shí)鐘晶振制作的。高頻差分晶振通常采用鎖相倍頻的原理將晶體諧振頻率倍頻到很高頻率，實(shí)現(xiàn)高頻率的運(yùn)算和高速傳輸，它的輸出頻率可以達(dá)到GHz，也就是每秒振蕩10億次，智能設(shè)備和5G通信都少不了它。溫補(bǔ)晶振是利用溫度補(bǔ)償技術(shù)，使得晶振的輸出頻率更加穩(wěn)定。恒溫晶振通常采用恒溫技術(shù)將晶振的工作溫度控制在非常小的范圍內(nèi)，使得晶振的工作環(huán)境極為穩(wěn)定，目前世界上最穩(wěn)定的頻率設(shè)備——原子鐘，就是采用它輸出的頻率信號的。（夏琦）