晶振的基本原理及特性晶振一般采用如图 1a 的电容三端式(考毕兹) 交流等效振荡电路； 实际的晶振交流等效电路如图 1b，其中 Cv 是用来调节振荡频率，一般用变容二极管加上不同的反偏电压来实现，这也是压控 作用的机理； 把晶体的等效电路代替晶体后如图 1c。 其中 Co，C1，L1，RR 是晶体的等效电路。分析整个振荡槽路可知，利用 Cv 来改变频率是有限的：决定振荡频率的整个槽路电容 C=Cbe, Cce,Cv 三个电容串联后和 Co 并联再和 C1 串联。可以看出：C1 越小，Co 越大，Cv 变化时对 整个槽路电容的作用就越小。因而能“压控”的频率范围也越小。实际上，由于 C1 很小(1E-15 量 级)，Co 不能忽略(1E-12 量级晶振，几 PF)。所以，Cv 变大时，降低槽路频率的作用越来越小，Cv 变小时，升高槽路频率的作用却越来越大。这一方面引起压控特性的非线性，压控范围越大，非 线性就越厉害；另一方面，分给振荡的反馈电压(Cbe 上的电压)却越来越小，最后导致停振。采用泛音次数越高的晶振，其等效电容 C1 就越小；因此频率的变化范围也就越小。晶振的指标总频差： 在规定的时间内， 由于规定的工作和非工作参数全部组合而引起的晶体振荡器频率与给 定标称频率的最大偏差。
说明：总频差包括频率温度稳定度、频率老化率造成的偏差、频率电压特性和频率负载特性等共 同造成的最大频差。 一般只在对短期频率稳定度关心， 而对其他频率稳定度指标不严格要求的场 合采用。例如：精密制导雷达。频率稳定度：任何晶振，频率不稳定是绝对的，程度不同而已。一个晶振的输出频率随时间变化 的曲线如图 2。图中表现出频率不稳定的三种因素：老化、飘移和短稳。图 2 晶振输出频率随时间变化的示意图 曲线 1 是用 0.1 秒测量一次的情况，表现了晶振的短稳；曲线 3 是用 100 秒测量一次的情况， 表现了晶振的漂移；曲线 4 是用 1 天一次测量的情况。表现了晶振的老化。 频率温度稳定度： 在标称电源和负载下， 工作在规定温度范围内的不带隐含基准温度或带隐含基 准温度的最大允许频偏。ft=±(fmax-fmin)/(fmax+fmin) ftref ＝±MAX[｜(fmax-fref)/fref｜，｜(fmin-fref)/fref｜] ft：频率温度稳定度(不带隐含基准温度) ftref：频率温度稳定度(带隐含基准温度) fmax ：规定温度范围内测得的最高频率 fmin：规定温度范围内测得的最低频率 fref：规定基准温度测得的频率说明： 采用 ftref 指标的晶体振荡器其生产难度要高于采用 ft 指标的晶体振荡器,故 ftref 指标的晶 体振荡器售价较高。
开机特性（频率稳定预热时间） ：指开机后一段时间(如 5 分钟)的频率到开机后另一段时间(如 1 小时)的频率的变化率。表示了晶振达到稳定的速度。这指标对经常开关的仪器如频率计等很有 用。说明：在多数应用中，晶体振荡器 晶体振荡器是长期加电的，然而在某些应用中晶体振荡器需要频繁的开机 晶体振荡器 和关机， 这时频率稳定预热时间指标需要被考虑到 （尤其是对于在苛刻环境中使用的军用通讯电 台，当要求频率温度稳定度≤±0.3ppm(-45℃～85℃)，采用 OCXO 作为本振晶振，频率稳定预热时 间将不少于 5 分钟，而采用 MCXO 只需要十几秒钟)。频率老化率：在恒定的环境条件下测量振荡器频率时，振荡器频率和时间之间的关系。这种长期 频率漂移是由晶体元件和振荡器电路元件的缓慢变化造成的， 因此， 其频率偏移的速率叫老化率，可用规定时限后的最大变化率（如±10ppb/天，加电 72 小时后） ，或规定的时限内最大的总频率 变化（如：±1ppm/（第一年）和±5ppm/（十年） ）来表示。晶体老化是因为在生产晶体的时候存在应力、污染物、残留气体、结构工艺缺陷等问题。应力要 经过一段时间的变化才能稳定，一种叫“应力补偿”的晶体切割方法（SC 切割法）使晶体有较好 的特性。
