英語翻譯：

【電】 crystal-controlled oscillator

分詞翻譯：

晶的英語翻譯：

brilliant; crystal; glittering

控的英語翻譯：

accuse; charge; control

振蕩器的英語翻譯：

【醫】 agitator; oscillator

專業解析

晶控振蕩器（Crystal-controlled Oscillator），簡稱晶體振蕩器或晶振，是一種利用石英晶體的壓電效應和極高機械諧振品質因數（Q值）來産生高度穩定且精确頻率電信號的電子振蕩電路。以下是其詳細解釋：

一、 核心定義與工作原理

1. 漢英對照核心術語：
   • 晶控 (Crystal-controlled)：指由石英晶體（Quartz Crystal）控制和穩定振蕩頻率。
   • 振蕩器 (Oscillator)：指能産生周期性重複信號（通常是正弦波或方波）的電路。
   • 石英晶體 (Quartz Crystal)：具有壓電效應的二氧化矽（SiO₂）單晶材料。當在晶體兩端施加電場時，晶體會産生機械形變（逆壓電效應）；反之，當晶體受力形變時，兩端會産生電場（正壓電效應）。
2. 工作原理： 石英晶體被切割成特定形狀（如AT切、SC切）并封裝在真空或惰性氣體環境中，構成晶體諧振器。當接入振蕩電路時：
   • 電路中的放大元件（如晶體管、反相器）提供增益。
   • 石英晶體作為高Q值的諧振元件，連接在反饋回路中。
   • 晶體在其固有的串聯或并聯諧振頻率附近呈現出極其陡峭的電抗變化特性。
   • 電路僅在晶體諧振頻率處滿足振蕩的相位和幅度條件（巴克豪森準則），從而鎖定并穩定輸出該頻率的信號。其頻率穩定性主要取決于晶體本身的物理特性（切割角度、尺寸、溫度特性）和電路設計。

二、 關鍵特性與優勢

1. 高頻率穩定性： 這是晶振最核心的優勢。石英晶體的物理特性決定了其諧振頻率受溫度、時間、電壓變化的影響極小。短期穩定性（秒穩）和長期穩定性（年穩）遠優于LC或RC振蕩器。
2. 高Q值： 石英晶體的Q值通常在10,000至1,000,000量級。高Q值意味着諧振曲線尖銳，選擇性好，對電路參數變化的敏感度低，進一步保證了頻率穩定性和低相位噪聲。
3. 低相位噪聲： 在靠近載波頻率的偏移處，晶振産生的相位噪聲（相位抖動）非常低，這對于通信系統的信號保真度和數據完整性至關重要。
4. 精确的頻率精度： 出廠時頻率精度通常可達±10 ppm（百萬分之一）或更高，滿足精确計時和頻率參考的需求。

三、 主要結構類型

1. 晶體單元 (Crystal Unit / Resonator)： 僅包含石英晶體片和封裝外殼（如金屬殼HC-49/U、SMD封裝），本身不包含振蕩電路。需要外接電路才能起振。
2. 晶體振蕩器模塊 (Crystal Oscillator Module / XO)： 将晶體諧振器與振蕩電路（放大器、負載電容、有時包含溫度補償或穩壓電路）集成封裝成一個完整的獨立模塊。提供電源即可輸出穩定的時鐘信號。根據性能和功能，還有：
   • 溫補晶振 (TCXO)： 内置溫度補償電路，改善溫度穩定性。
   • 壓控晶振 (VCXO)： 頻率可通過外部電壓在小範圍内微調。
   • 恒溫晶振 (OCXO)： 将晶體置于恒溫槽内，提供極高的溫度穩定性（可達ppb級）。
   • 數字補償晶振 (DCXO/MCXO)： 利用數字技術進行溫度補償。

四、 應用領域 晶控振蕩器是現代電子系統的“心跳”，廣泛應用于：

1. 通信系統： 手機、基站、衛星通信、無線電收發器，提供載波頻率合成和數字信號處理的基準時鐘。
2. 計算機與數字系統： CPU時鐘、内存總線時鐘、各種數字集成電路（IC）的同步時鐘源。
3. 微控制器與嵌入式系統： 為MCU提供主時鐘信號。
4. 精密測量儀器： 頻率計、示波器、信號發生器的時基參考。
5. 消費電子： 手表、電視機、收音機、數碼相機、遊戲機等。
6. 導航與定時系統： GPS接收機、網絡時間協議設備。

權威參考來源：

• IEEE Xplore Digital Library: 收錄了大量關于晶體振蕩器設計、建模、性能分析及應用的學術論文和技術報告，是電子工程領域的頂級文獻庫。(例如搜索 "crystal oscillator design", "quartz crystal resonator" 等關鍵詞)
• Electronics Tutorials: 提供關于振蕩器基礎、石英晶體工作原理及晶體振蕩器電路的詳細教程和解釋。
• All About Circuits: 包含關于振蕩器類型、晶體振蕩器特性和相位噪聲概念的深入技術文章和教材章節。
• Texas Instruments (TI), Analog Devices (ADI), Microchip Technology 等半導體廠商的應用筆記和産品數據手冊：提供具體的晶體振蕩器電路設計指南、選型建議和性能規格。

網絡擴展解釋

“晶控振蕩器”一般指晶體控制振蕩器（Crystal Controlled Oscillator），是一種利用石英晶體的壓電效應來穩定輸出頻率的電子振蕩器。以下是詳細解釋：

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核心原理

1. 壓電效應：石英晶體在交變電場作用下會産生機械振動，同時機械振動又反向生成電場。當外加電壓頻率與晶體的固有頻率一緻時，振幅顯著增強（壓電諧振），從而提供穩定的頻率基準。

2. 電路組成：

   • 晶體諧振器：石英晶片作為核心元件，決定振蕩頻率。
   • 放大器：放大晶體産生的微弱信號，補償能量損耗。
   • 反饋電路：将輸出信號部分返回輸入端，維持持續振蕩并控制相位。

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主要類型

1. 普通晶體振蕩器（XO）：通過晶體固有頻率直接産生固定頻率信號，穩定性高（誤差約10^-6），常用于時鐘電路。
2. 壓控晶體振蕩器（VCXO）：在晶體負載端接入可變電容（如變容二極管），通過調節控制電壓改變輸出頻率，用于頻率微調場景。

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應用領域

• 通信設備：如射頻模塊、基站，提供頻率參考。
• 計算機/手機：作為CPU、内存等部件的時鐘源。
• 精密儀器：測量設備、導航系統依賴其高穩定性。

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優勢與特點

• 高穩定性：溫度補償型可達10^-10量級。
• 低功耗：適合電池供電設備（如智能手表）。
• 小型化：封裝形式多樣（金屬、陶瓷等），適應不同場景需求。

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如果需要進一步了解具體類型或電路設計，可參考來源網頁。

分類

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