什么是晶振?
在数码电子世界里,晶振应该是陪伴我们最多却并非那么熟悉的电子元器件之一。之所以这么说,是因为所有的数字电路都需要一个稳定的工作时钟信号。而晶振(此处指晶体谐振器/无源晶振)的作用就是用来形成振荡电路,给处理器的各模块产生原始的稳定的时钟信号。可以说,只要有数字电路的地方就可以见到晶振。
晶振的构成是什么?
从晶振的结构简单来说,将石英晶体按照一定的方位角切割成不同的形状,在它的两个对立面上涂覆银层作为电极,在每个电极上焊接引线作为管脚,再用外壳封装,晶振就做好了。石英晶体的切割角度与最后的成型形状决定了晶振的振动频率,切割精度主要决定了晶振的振动精度,当然还包括镀银工艺、蚀刻工艺、车间洁净度等。
为什么用石英晶体可以做晶振?
(晶诺威科技产晶振49S封装)
石英晶片之所以能做振荡电路,是基于它的压电效应。在晶片的两个极板间加一电场,会使晶体产生机械变形,反之,若在极板间施加机械力,又会在相应的方向上产生电场,这种现象称为“”压电效应”。我们正是利用石英晶体的压电特性组成振荡电路,以获得很稳定的高频时钟信号。
那什么是时钟信号?
我们每个人都离不开数码产品,比如手机或电脑,它的微处理器以及外围电路都以一定的频率进行工作,而驱动这种工作模式的源泉就是时钟信号。
时钟信号就是这种像城墙一样的方波信号,它就像是钟表的滴答滴答,均匀的产生每一帧。人们普遍使用晶振来产生时钟信号。
晶振振动产生的时钟信号到底是怎么工作的呢?
比如这个加法器,我们可以提前设计指令,然后按动开关去驱动它,只要你连续按动九次左边的开关,就可以执行一条使用加法器相加或者从存储器中取数的指令。但这还是很麻烦,仍然需要像挤牙膏一样手动驱动。也许你想到了晶振产生的方波时钟信号,不就可以代替人去挤牙膏了吗?而这个加法器看起来只能进行简单的加法,但却包含了存储器、运算器、控制器再加一个驱动控制器的动力源—晶振,我们利用晶振实现一个开关控制一系列模块自主工作。