水晶如何工作？
Answers:
具有两个引脚的器件不是振荡器，它们是谐振器（晶体），可以在振荡器电路（例如Pierce oscillato r）中使用，如果与正确的电路一起使用，则将以（或接近）标记的频率振荡。如下所示的皮尔斯振荡器电路使用两个电容器（负载电容器，C1 / C2），晶体（X1）和放大器（U1）。
具有四个引脚的器件是完整的电路，包括谐振器和振荡的有源电路。它们需要电源，并以标记的频率（或附近）输出方波或正弦波输出。
还有（陶瓷）谐振器，其三个引脚的作用类似于带电容器的晶体。
晶体（和陶瓷谐振器）的工作方式是它们由压电材料制成，当它们变形时会产生电压。施加电压会导致形状变形。晶体被制成可以在所需频率上发生物理共振的形状（例如音叉或c片）。这意味着晶体将像滤波器一样工作-当您应用所需的频率时，一旦振动，它将看起来像是高阻抗，而对于频率稍有不同的晶体，则损耗会更大。当放置在放大器的反馈电路中时，振荡将自我维持。更多的，和一些数学，在这里。
如果您认为水晶是一个小铃铛，那么很容易看到，如果用一个小小的锤子敲打它，它会像一个大铃铛一样响起纯净的音调，就像用小锤子敲打大铃铛一样。锤子。
这正是晶体的作用，但诀窍在于，它是由压电材料制成的，当您敲击它时会产生电流，而当用电对其进行冲击时会改变形状。
为了使它连续产生纯正的钟声，它跨接在一个放大器上，就像有人将您推到一个秋千上一样，这样，当您稍微超过一个秋千的峰值时，它们就会推动您确保您返回下一个。
当放大器通过电信号输出“推动”晶体时，晶体的压电特性使其变形，然后，当放大器放开时，晶体弹回并产生自己的信号，即“推动我”，然后发送它会在恰好合适的时间连接到放大器的输入，以使放大器产生另一个推动并永远再生周期。
那么，什么使晶体开始振荡呢？
噪声。
到处都是噪音，就像无数小锤子无时无刻不在敲打着一切。
其中一些噪声撞击晶体，当它连接到放大器并开始从噪声撞击中振铃时，放大器从晶体的物理振铃音（频率）获取电信号，将其建立并发送回到水晶。这使得晶体的形状更加变化，当晶体的形状弹回时，会向放大器发送更大的信号，直到系统连续振荡且稳定为止。
晶体不会自行振荡。您不只是简单地施加能量并产生振荡。可以将晶体视为一个非常准确和清晰的频率滤波器。您将其正确放置在放大器的反馈路径中，这会使电路以晶体的谐振频率振荡。引起振荡的是电路。他们的晶体杀死了除被调谐的频率以外的所有频率，这仅允许足够的总环路增益，以使电路以晶体的频率振荡。
低于其谐振频率的晶体大部分表现为电容性的。在其谐振频率以上，它们主要表现为电感性的。在它们的谐振频率下，它们大部分表现为电阻性的。
重画Pierce振荡器3次，用其中之一替换晶体。它可以帮助您了解其工作原理。
实际上，并联谐振晶体实际上是在基本频率下指定的。这使得晶体在规定的频率下显得有点容性。额外的电容会增加一些额外的相移，以帮助振荡器启动和运行。
放大器的输入在晶体的基频附近会看到一个更大的信号（电阻，ESR通常低于100 Ohms）。较小的非频率信号会减少或受阻，因此基频的信号会变得更强（被放大后）并占据主导地位。
将某人推到秋千上。无论您多么努力，挥杆动作实际上只会以某个基本频率来回移动。
想象一下水晶是水的表面。现在，在该表面上发送涟漪（波浪）。波纹使表面上下移动，有效地弯曲了表面。晶体在振动时也会弯曲。
弯曲可能是通过向石英晶体施加电场而引起的，但弯曲本身也会在晶格中产生相反的电场。静止时，这些力是平衡的，晶体没有电荷。
用手振动哪个更容易：12x1英寸的直尺或6x4英尺的胶合板？显然，较小的标尺可以振动得更快！
晶体是一样的。它们的尺寸决定了它们的谐振频率。较小和/或更薄的晶体振动更快。这也限制了晶体的基本频率：晶体变得太小或太薄而无法通过机械加工或更高频率的化学蚀刻进行精确加工。
在非常低的频率下，晶体变得太大或太厚，以至于需要太多的功率才能使其弯曲。因此，音叉晶体设计用于低频32.768 kHz定时晶体。
晶体实际上可以以一种以上的频率振荡。这些是基本面倍数的泛音，但往往比基本面弱。可以设计一种电路，使晶体以泛音（通常为第三或第五）振荡。通常，高于40 MHz的晶体是为第3或第5泛音设计的，而不是基本的，因此在购买前请仔细阅读规格！