环球快看：电子设备也有“心脏”？

来源： 光明网


(资料图)

如同人体离不开心脏提供生存必须的脉搏一样，电子设备也需要“心脏”来为数据的传输和处理提供稳定的频率信号，晶振就是产生电子设备“脉搏”的“心脏”。普通晶振只有绿豆大小，看上去是一个不起眼的小器件，它可是电子设备中一颗颗小 “心脏”，应用领域十分广泛，比如普通的智能手机中就有十多颗晶振在各个“岗位”上提供频率信号，电脑、路由器、蓝牙耳机等电子设备中也处处是晶振的身影，智能汽车等大型智能设备中更是搭载上百颗各种功能的晶振。除此之外，卫星、飞船、火箭等航天器中，晶振作为内部各个系统中电子设备的“心脏”，也为系统的正常工作提供稳定的频率频率信号。比如神舟飞船上就搭载数量众多的晶振，它为神舟飞船和地面的通信、飞船内部数据的传输处理提供了有力保障，助力神舟飞船听到清、看得到、飞得稳。那么，晶振是怎样工作的呢？晶振又有那些种类呢？

1.晶振是怎样工作的呢？

晶振，它的全称是石英晶体振荡器，是利用石英晶体的压电效应来工作的。晶体的压电效应是19世纪末法国的皮埃尔·居里发现的。从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片)，在晶片的两个表面上涂敷金或银层作为电极，若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形。反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应。在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为晶片的谐振频率时，振幅明显加大，这种现象称为压电谐振，谐振的频率会非常稳定，因此，晶振的输出频率才会非常稳定，我们的电子设备才能稳定工作。

2.晶振又有那些种类呢？

晶振按照应用场合的不同，可以分为普通时钟晶振、高频差分晶振、温补晶振和恒温晶振等。普通时钟晶振是直接利用晶体谐振频率进行工作的时钟振荡器，它结构较为简单，用途很广泛，比如我们家用的石英钟表就是采用普通时钟晶振制作的。高频差分晶振通常采用锁相倍频的原理将晶体谐振频率倍频到很高频率，实现高频率的运算和高速传输，它的输出频率可以达到GHz，也就是每秒振荡10亿次，智能设备和5G通信都少不了它。温补晶振是利用温度补偿技术，使得晶振的输出频率更加稳定。恒温晶振通常采用恒温技术将晶振的工作温度控制在非常小的范围内，使得晶振的工作环境极为稳定，目前世界上最稳定的频率设备——原子钟，就是采用它输出的频率信号的。（夏琦）

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