什么是谐振器？工作原理、类型、与振荡器的比较

  谐振器是指产生谐振频率的电子元件。它是典型的无源器件，需要外围电路驱动其工作产生时钟输出。

  晶体谐振器通常分为石英晶体谐振器和陶瓷谐振器。产生频率功能具有稳定性高、抗干扰性能好等特点，大范围的应用于各种电子科技类产品中。

  石英晶体谐振器的频率精度高于陶瓷谐振器，但成本也高于陶瓷谐振器。谐振器主要起频率控制的作用，所有涉及频率发射和接收的电子科技类产品都需要谐振器。谐振器的类型按其外观可分为直插式和贴片式。

  石英晶体谐振器是利用石英晶体（二氧化硅的晶体）的压电效应制成的一种谐振器件。

  其基本组成可以粗略地描述为：从一块石英晶体上以一定的方位角切出薄片（简称晶片，可以是正方形、长方形或圆形等），并镀上银层为其两个对应表面上的电极。将每个电极上的引线焊接到引脚上，并添加封装外壳，形成石英晶体谐振器。其产品一般都会采用金属外壳包装，也有玻璃、陶瓷或塑料包装。

  如果在石英晶体的两个电极上施加电场，晶片将发生机械变形。反之，如果对晶片的两侧施加机械压力，则会在晶片的相应方向上产生电场。这种物理现象称为压电效应。

  如果对晶片的两个极施加交流电压，晶片会产生机械振动，同时晶片的机械振动会产生交变电场。正常的情况下，晶片的机械振动幅值和交变电场的幅值很小，但当外加交流电压的频率为一定值时，幅值明显增大，远大于其他频率的振幅。这种现象称为压电谐振，与LC电路的谐振现象非常相似。其谐振频率与晶片的切割方法、几何形状和尺寸有关。

  石英晶体谐振器由具有极高品质因数的石英晶体谐振器（即谐振器和振荡电路）组成。晶体的质量、切割方向、晶体振荡器的结构和电路形式等，共同决定了谐振器的性能。

  国际电工委员会（IEC）将石英晶体谐振器分为4类：普通晶体振荡器（SPXO）、压控晶体谐振器（VCXO）、温度补偿晶体振荡器（TCXO）和恒温控制晶体振荡器（OCXO）。数字补偿晶体损耗振荡(DCXO)目前正在开发中。

  (1)普通晶体谐振器(SPXO)可产生10-5～10-4量级的频率精度，标准频率为100MHZ，频率稳定度为±100ppm。SPXO不采用任何温度和频率补偿方法，价格低，通常用作微处理器的时钟器件。封装尺寸范围为21×14×6mm和5×3.2×1.5mm。

  (2)压控晶体谐振器(VCXO)精度在10-6到10-5量级，频率范围1到30MHz。低容差谐振器的频率稳定性为±50ppm。通常用于锁相环。封装尺寸为14×10×3mm。

  (3)温度补偿晶体谐振器(TCXO)采用温敏器件进行温度和频率补偿，频率精度10-7～10-6，频率范围1-60MHz，频率稳定度±1～±2.5ppm，封装尺寸从30×30×15mm到11.4×9.6×3.9mm。通常用于手持电话、蜂窝电话、双向无线通信设施等。

  (4)恒温控制晶体谐振器(OCXO)将晶体和振荡电路置于恒温器中，以消除环境和温度变化对频率的影响。OCXO的频率精度在10-7～10-8量级，对于一些特殊应用甚至更高。频率稳定性是四种谐振器中最高的。

  晶振的主要参数有标称频率、负载电容、频率精度、频率稳定性等，不同的晶振标称频率不同，大部分标称频率都标在晶振外壳上。

  比如常见的普通晶振的标称频率有48kHz、500kHz、503.5kHz、1MHz～40.50MHz等，有特殊要求的晶振频率可以达到1000MHz以上，也有非标称频率的，如CRB、ZTB、Ja等。

  负载电容是指晶体振荡器的两条引线所连接的IC块内外所有有效电容的总和，可以看作是晶体振荡器在电路中的串联电容。不同的负载频率决定了谐振器不同的振荡频率。对于标称频率相同的晶振，负载电容可能不一样。

  因为石英晶体谐振器有两种谐振频率，一种是串联谐振晶体振荡器的低负载电容晶体，另一种是并联谐振晶体的高负载电容晶体。因此，在调换标称频率相同的晶振时，负载电容必须相同，不能贸然调换，否则会造成电器工作不正常。

  频率精度和频率稳定性：由于普通晶振的基本性能满足一般电器的要求，所以高端设备需要一定的频率精度和频率稳定性。频率精度因幅度而异。稳定性从±1到±100ppm不等。根据具体设备需求选择合适的晶振，如通信网络、无线数据传输等系统需要更高要求的石英晶振。

  因此，晶振的参数决定了晶振的质量和性能。在实际应用中，应根据具体要求选择合适的晶振。由于不同性能的晶振价格不同，要求越高，价格也就越贵。一般选择满足要求即可。

  所谓谐振器不仅包括石英晶体谐振器，还包括陶瓷谐振器、LC谐振器等。晶体振荡器是晶体振荡器的简称。它是由晶体谐振器和电路组合而成的振荡器元件，特别是由石英晶体制成的振荡器元件。

  所以完整的命名应该是“Quartz Crystal Resonator”和“Quartz Crystal Oscillator”。另外，谐振器是无源器件，需要外围电路驱动其工作并产生时钟输出。振荡器是有源器件，自带内置电路，提供更稳定的时钟输出。

  晶体振荡器是一种以晶体为选频元件的振荡电路。与其他振荡电路相比，具有选频特性好（Q值高）和高频稳定性等优点。

  谐振器和振荡器的根本区别是有源和无源，也可以说是有源和无源。振荡器比谐振器多一个控制电路。

  晶体谐振器有一些等效参数，不同的使用环境可能有不同的要求。例如，有些用户需要负载电容C0/C1。选择时要考虑环境温度、负载电容、频率精度，甚至DLD要求。这就需要对外围振荡电路的参数进行一些控制，才能输出稳定的频率。

  晶体振荡器避免了这些麻烦。振荡电路已由厂家完成，只需要稳定的电源即可有稳定的输出。此外，振荡器还有一些辅助功能，如压控晶振（VCXO）、温补晶振（TCXO）、恒温晶振（OCXO）等，这些振荡器可以满足一些较难的精密控制直接使用谐振器时实现。OCXO的频率精度可以达到E-9级。

  其次，晶体振荡器由晶体谐振器制成，以便在其他部件上用作信号载体或定时。以满足所生产产品的要求。

  振荡器只是一个频率源，通常用于锁相环。详细地说，它是一种无需外部信号激励即可将直流电源转换为交流电源的设备。一般分为正反馈和负阻两种。

  所谓“振荡”，其意为交换，振荡器包括从无振荡到振荡的过程和功能。它可以完成从直流电源到交流电源的转换。这种设备可以称为“振荡器”。

  任何通信或电子系统都应该在某个给定点具有正常范围内的电平值。调整到正常电平值的组件是放大器和衰减器。电平过低的点是引入噪声的点，电平过高会造成过载，使放大元件出现不能容忍的非线性失真。衰减器的作用就不难理解了。衰减器有两种类型：固定的和可变的。

  陶瓷谐振器是一种压电陶瓷器件，用于以特定频率振荡。用于制造此类设备的材料会在生产过程中激发共振特性。

  由于这种谐振特性在生产误差范围内，其品质因数远低于石英，因此陶瓷谐振器所能提供的频率稳定性不如晶体谐振器。一般陶瓷谐振器用于成本低，性能要求不高的场合。

  缺点：与晶体相比，它缺乏频率和温度稳定性。它的准确度很差，大概在1%到0.1%之间。

  振荡器是一种将直流电转换成具有一定频率的交流电的能量转换装置。由它构成的电路称为振荡电路。振荡器是有源器件。振荡器比谐振器多一个控制电路。

  振荡器是用于产生重复电子信号（通常是正弦波或方波）的电子元件。由它形成的电路称为振荡电路。能将直流电转换成具有一定频率的交流电信号的电子电路或装置。

  有很多类型。按振荡激励方式可分为自激振荡器和他激振荡器；按电路结构可分为阻容振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器、音叉振荡器等；按输出波形可分为正弦波、方波、锯齿波等振荡器。广泛应用于电子工业、医疗、科研等领域。

  优点：晶振信号质量好，比较稳定，接线方法也比较简单（主要是做好电源滤波，通常采用电容和电感组成的PI滤波网络，输出端使用小阻值电阻对信号进行滤波。可以），不需要复杂的配置电路。对于时序要求比较敏感的应用，晶振的性能比较好。

  缺点：与晶体谐振器相比，晶体振荡器的缺点是其信号电平是固定的，需要选择合适的输出电平。它不太灵活且昂贵。此外，石英振荡器需要很长时间才能启动。

  体积：与无源晶体相比，晶体振荡器通常体积更大。随着技术的进步，现在有些晶体振荡器是表面贴装的，体积可以与晶体谐振器相媲美。

  总结：陶瓷谐振器的典型初始精度在0.5%到0.1%的范围内，老化或气温变化引起的漂移可能会改变这个精度范围。

  廉价陶瓷谐振器的公差仅为±1.1%，高端汽车的精度分别为±0.25%和±0.3%。未来的应用在于工作温度为-40°C至+125°C的汽车CAN（控制器局域网）总线 GHz左右的低成本陶瓷谐振器适用于对时序要求不严格的嵌入式系统。陶瓷器件启动速度更快，通常比石英器件小。它们也更能承受冲击和振动。

  谐振器有啥作业？谐振器在生活中的唯一目的是在车辆到达消声器之前改变发动机的噪音，以最终降低分贝。

  电子学中的谐振器是什么？谐振器是表现出谐振或谐振行为的设备或系统。...

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  晶体和谐振器有啥不一样的区别？陶瓷谐振器利用电子元件内的频率，但与频率容差为10~30 PPM

  0.5%或5,000 PPM的频率容差，通常用于绝对稳定性不重要的微处理器应用中.

  是否需要进气谐振器？进气谐振器是汽车发动机进气系统的核心部件。它使发动机运行更安静，也更高效。...

  magnaflow的设计没用腔室，而是使用一个被吸音材料包围的穿孔直管。

  噪声谐振器的最佳频率是多少？谐振器设计为在发动机发出最大噪音的频率范围内工作最佳；但即使频率不是谐振器所调谐到的频率，它仍然会产生一些破坏性干扰。

  谐振器能让我的排气安静吗？消音器和谐振器协同工作，使汽车的排气安静并减少烦人的声音。虽然它们的功能不同，但它们都有助于改善您的排气音。也可以删除消音器和谐振器，以获得更响亮、更具侵略性的排气声。

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