（晶体振荡器的工作原理图）

Employing the piezoelectric effect, a crystal functions as a high-Q, stable, and precise resonant element in the feedback loop of an oscillator circuit.

利用压电效应，晶体在振荡器电路的反馈环路中充当高Q值、稳定和精确的谐振元件。

Crystal oscillators provide the clock heartbeat for processors, bit timing for data links, sampling time for data conversions, and the master frequency in tuners and synthesizers.

晶体振荡器为处理器提供时钟心跳，为数据链路提供位定时，为数据转换提供采样时间，并为调谐器和合成器提供主频率。

压电效应是如何发生的？

晶体的结构是二氧化硅。

从不同方向给晶体施加外力，会产生不同的效果。如果在X轴方向施加压力(如上图2b所示)，则氧离子挤入硅离子2和6间，而硅离子4挤入氧离子3和5之间，结果在表面A上出现正电荷，而在B表面上出现负电荷。如果所受的力为拉力时，在表面A和B上的电荷极性就与前面的情况正好相反。

如果沿y轴方向施加压力时，则在表面A和B上呈现的极性(如上3b所示)。施加拉力时，电荷的极性与它相反。若沿Z轴方向施加力的作用时，由于硅离子和氧离子是对称的平移，故在表面没有电荷出现，因而不产生压电效应。

拓展阅读：关于晶振频率准确度和频率稳定度的区分

频率准确度

频率准确度是指晶振的实际输出频率与其标称频率之间的偏差。通常用ppm（百万分之一）来表示，数值越小，表示晶振的实际频率越接近理想值。例如，一个标称为12MHz的晶振，如果其频率准确度为10ppm，那么它的实际频率偏差就是120Hz。

频率准确度受到多种因素的影响，包括制造公差、初始调节误差、温度变化以及电源电压变化等。即使是同一批次的晶振，也可能因为细微的加工误差而表现出不同的频率准确度。

此外，出厂校准时可能存在的微小误差也会影响频率准确度。温度变化对频率准确度的影响尤为显著，尽管在+25℃室温下晶振的准确度较高，但温度的变化会导致频率的偏移。电源电压的波动同样会导致频率的偏移，因此在实际应用中需要特别注意供电电压的稳定性。

频率稳定度

频率稳定度描述的是晶振的频率随时间、温度、电源电压、机械振动等因素变化的程度。它衡量的是在不同环境条件下，晶振频率的漂移情况。

与频率准确度相比，频率稳定度更多地关注的是晶振在长期使用过程中的频率变化情况。

温度是影响频率稳定度的主要因素之一。不同晶振的温度漂移特性各不相同，因此需要在选择晶振时特别关注其温度特性。电源电压的波动同样会影响晶振的频率稳定度，因此稳定的供电对于保持晶振的频率稳定至关重要。此外，晶振的频率还会随时间逐渐变化，这种变化通常以ppm/年来表示，称为晶振的老化。机械振动和冲击也可能导致晶振频率的瞬时漂移，因此在设计电路时需要采取必要的隔离和抗震措施。

晶振选型建议

晶振选型时，需要根据具体的应用需求来权衡频率准确度和频率稳定度。

对于要求精确计时或高精度通信的应用，如通信基站、卫星导航系统等，需要选择频率准确度和频率稳定度都较高的晶振。

对于一些对精度要求相对较低的消费类电子产品，如普通的智能家电，可以适当放宽对频率准确度和频率稳定度的要求。

在使用晶振时，为了确保其频率稳定性，可以采取一系列措施。例如，选择合适的晶振类型，避免晶振直接暴露在较大的温度变化下，采用温度补偿方法来实时监测温度变化并对频率进行补偿控制，保持供电电压的稳定性，以及采取隔离措施来减少机械振动和电磁干扰的影响。

频率准确度和频率稳定度是衡量晶振性能的重要指标。在选购和使用晶振时，需要充分了解这两个概念并根据具体的应用需求来选择合适的晶振类型和采取相应的措施来保持其频率稳定性。通过优化选材、控制温度、稳定供电和隔离外部干扰等措施，可以提高晶振的频率稳定性，从而确保电子设备和系统的正常、稳定、精确运行。