晶振起振靠的是什么

来源: 晶发电子 2025-09-03 09:00:05

晶振是电路中可以提供高度稳定时钟信号的元器件。通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步,一起“干大事”。比如在我们常用的计算机系统中,晶振可比喻为各板卡的“心跳”发生器,如果主卡的“心跳”出现问题,必定会使其他各电路出现故障。人体的心跳搏动,离不开血液。晶振也是一样,离不开电流。

简单来说,晶振起振的原动力是——电,我们需要把一个晶振放在完整的电路中,并给电路供上电,产生回路电流,晶振自此开始稳定有节奏的“跳动”。

 

当然,这个起振回路也是有讲究的(有源晶振内嵌起振回路,无源晶振需外接起振回路),它需要遵循“巴克毫森稳定性准则”。

 

晶振在红绿灯系统提供时钟信号

 

什么是巴克毫森稳定性准则?
巴克豪森稳定性准则,由德国物理学家巴克豪森(HeinrichGeorgBarkhausen)于1921年提出的准则——电子振荡器系统信号由输入到输出再反馈到输入的相差为360°,且环路增益≥1,为振荡器起振的必要条件。


一个简单振荡器想产生周期性的振荡,通常是以电压形式的输出,在持续不断地输出的同时,需要加入放大器以产生持续的反馈给到输入,由于放大器本身的输出在高频时相移太大会使整个反馈变成正的,从而产生振荡。

当环路增益≥1时,说明输入信号在环路中逛一圈后又送到输入端,信号幅度比原来更大。相位为360°,说明输入信号在电路中逛一圈后,相位与原本的输入信号完全相同,因此输入信号被完美的加强了。


 

两者结合,信号经过反复放大后不断增大,当环路中的信号幅度增大到一定程度后,振荡器中的有源器件(晶振电路中的反相器)存在的非线性会限制幅度的继续增加,使得振荡器的输出达到稳定。通俗说就是振荡的幅值肯定超不过电源电压。

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