谈到晶振如何产生时钟信号,我们需要从晶片的压电效应说起:
压电效应和晶片内部的结构有关。石英晶体的化学式为二氧化硅SiO2,一个硅离子和两个氧离子交替排列组成的正六边形排列结构。
压电效应的定义为:当石英晶体受到压力,表面会产生电荷,电荷量和外机械力成正比的关系。反之,对晶片两端的电极施加电压时,晶体会产生机械变形。
左图:未受到外力作用的晶格。
右图:当晶体沿着X轴或Y轴方向受到压力,晶格都会变形。
石英晶体的压电谐振现象可以用等效电路来模拟: 等效电路包括静态电容C0, 动态电容C1, 谐振电阻R1, 以及动态电感L1。
- 静态电容C0: 晶体两引脚之间的电容,是以水晶为介质,由两个金属电极形成的电容,和晶片电极面积(或晶体体积)大小和频率大小正比。