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晶体与晶振
晶体，完整专业术语称之为晶体谐振器，Crystal，简写为XTAL。双端输出，不需供电。震荡电路在芯片内部。
晶振，完整专业术语称之为晶体振荡器，Crystal Oscillator，简写为XO。单端输出，需要供电。震荡电路在晶振内部。
晶体
石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本构成大致是：从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。
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。
如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。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某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。
石英晶体封装一般分为贴片和插件两种类型，插件石英晶体最常见的是圆柱晶振以及椭圆形晶体。贴片晶振封装尺寸较多，主要有7.0x5.0mm、5.0x3.2mm、3.2x2.5mm、2.0x1.6mm、1.6x1.2mm，贴片晶振封装尺寸不同在不同领域使用所展现的性能也不同。
选用晶体最关键的参数在以下几点：
- 封装尺寸
- 频率（有些频率较偏使用较少）
- 精度偏差
- 负载电容
- 温度使用范围
晶振
- 按制作材料分类：可分为石英晶振和陶瓷晶振。
- 按应用特性分类：可分为串联谐振型晶振和并联谐振型晶振。
- 按负载电容特性分类：可分为低负载电容型晶振和高负载电容型晶振
- 按晶振的功能和实现技术分类：可以将晶振分为温度补偿晶体振荡器（TCXO）、压控晶体振荡器（VCXO）、普通晶体振荡器（SPXO）、恒温晶体振荡器（OCXO）。
- 按封装形式分类：可分为玻璃真空密封型晶振、金属壳封装型晶振、陶瓷封装型及塑料壳封装型晶振。
- 按外形分类：可分为长方形晶振、圆柱形晶振、椭圆形晶振。
- 按谐振频率精度分类：可分为高精度型晶振、中精度型晶振及普通型晶振。
恒温晶体振荡器（OCXO）
恒温晶体振荡器（OCXO，Oven Controlled Crystal Oscillator），利用恒温槽使晶体振荡器中石英晶体谐振器的温度保持恒定，将由周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量削减到最小的晶体振荡器。
OCXO是由恒温槽控制电路和振荡器电路构成的。通常人们是利用热敏电阻“电桥"构成的差动串联放大器，来实现温度控制。
OCXO的功耗分为启动功耗（启动电流）和稳定功耗（稳定电流）
关键参数
- 频率准确度：按规定条件要求，在基准温度下测试，晶体振荡器的频率相对于其规定标称值的最大允许偏差，即（f-f0）/f0；
- 频率－温度稳定度：按规定条件要求，在规定温度范围内晶体振荡器输出频率的最大变化量相对于温度范围内输出频率极值之和的允许频偏值，即±（fmax-fmin）/（fmax+fmin）；
- 频率老化：晶体振荡器输出频率随时间的变化，通常用某一时间间隔的频率来量度。如0至30天的总变化或1年内的预定总频率变化等；
- 工作温度范围：振荡器能正常工作。其频率及其他性能均不超过规定的允许偏差的温度范围；
- 稳定时间：振荡器从初始加电到稳定工作在规定极限值所需要的时间；
- 相位噪声：是指信号功率和噪声功率的比率（C/N），是表征频率颤抖的技术指标。在对预期信号既定补偿处，以1Hz带宽为单位来测量相位噪声；
- 频谱纯度：频率稳定度的一种频域量度，它通常用信号边带的噪声功率谱中每赫兹带宽的噪声功率相对于总信号功率的分贝数来表示；
- 谐波失真：用不希望的信号频谱分量和有用信号频率的谐波关系描述的非线形失真；
- 再现性：振荡器经过规定的时间间隔，再加电一段时间后返回原来频率的能力；
- 输出功率：施加规定电压和规定负载下，振荡器消耗的电能，用电压和消耗电流的积表示；
- 输出电压（正弦波）：施加规定的电压和负载，在规定的时间内达到稳定后，用RF表测得的有效值或用示波器测量电压峰-峰值后换算的有效值。
温度补偿晶体振荡器（TCXO）
温度补偿晶体振荡器（TCXO，Temperature Compensate X’tal(Crystal) Oscillator），在晶振内部采取了对晶体频率温度特性进行补偿，以达到在宽温温度范围内满足稳定度要求的晶体振荡器。一般模拟式温补晶振采用热敏补偿网络。补偿后频率稳定度在10-7~10-6量级，由于其良好的开机特性、优越的性能价格比及功耗低、体积小、环境适应性较强等多方面优点，因而获行了广泛应用。
其中T表示温度，C表示补偿。下图是简化的TCXO功能框图。
补偿网络驱动牵引网络，然后调整振荡器。图3中展示的是补偿/未补偿的晶体频率响应示意图。
图3 温度补偿
关键参数
了解TCXO基本参数，对于选择合适型号有重要作用。下面分别对各项参数进行说明。
1、 Frequency tolerance（F_tol）：TCXO在常温（+25 °C +/-2 °C）条件下的频率偏差值，表明产品初始频偏及离散性。
2、 Frequency / temperature coefficient（Fo-Tc）：对应工作温度范围，温度带来的最大频率偏差，这是衡量TCXO 温度补偿功能的重要指标。这个指标也是区分精度等级的标准。
3、Frequency slope vs. Temp.：用于衡量TCXO 补偿后的温度频率特性，单位温度变化量对应的频率变化大小。部分应用如GPS 对该参数要求较高。
4、Frequency / Load coefficient (Fo-Load) ：负载频率特性，负载在额定条件下变化带来的频偏偏差，例如，+/-0.1ppm @ 10k Ω//10pF ±10% each.
5、Frequency / Voltage coefficient (Fo-Vcc) ： 供电电压变化带来的频率偏差。例如，+/-0.1ppm @ VCC=2.8V ± 0.14V.
6、Frequency aging (f_age) ：一般给出标准使用条件下首年的老化数据。
7、 Output level (Vpp) ：输出波形的幅度，根据接口模式的不同而不同。目前输出支持CMOS， 正弦，削顶正弦等模式。
8、 Symmetry (SYM) ：波形占空比。
9、 SSB Phase noise (L(f))：相位噪声。评价频率源(振荡器)频谱纯度的重要指标。
TCXO并非全是VC-TCXO，有些不是压控的，如下图所示。
数字补偿晶振（MCXO）
数补晶振系列(MCXO)(用MCU技术进行温度数字补偿的晶振称之为MCXO.主要是运用MCU对温度传感器的温度值采样，将结果存储在单片机中，并输出补偿数据信号到高精度D/A转换，将它送给补偿电路得到补偿电压，通过该补偿电压对振荡频率进行补偿以极大减少温度变化对晶振稳定度的影响）
常规频点:10.00MHZ 、12.00MHZ、12.80MHZ 、13.00MHZ、15.00MHZ、16.32MHZ、16.384MHZ、18.432MHZ、 19.2MHZ、19.44MHZ、 20.00MHZ、25.00MHZ、 30.72MHZ、32.768MHZ、38.88MHZ、40.00MHZ、77.76MHZ
输出波形：
输出波形:正弦波 、方波,对于方波有输出电平、占空比、上升/下降时间、驱动能力等指标，对于正弦波主要有谐波和输出功率等指标要求
温度稳定度：
由于MCXO采用了精密数字补偿技术，从而达到较高的温度特性。温度特性在-40~85度，有0.02PPM、0.05PPM、0.1PPM、0.28PPM、0.5PPM等规格
相位噪声（Typical,@10.00MHZ): 10hz -95dBc/Hz
100hz -120dBc/Hz
1Khz -138dBc/Hz
10Khz -145dBc/Hz
100Khz -148dBc/Hz
普通晶体振荡器（SPXO）
这是一种简单的晶体振荡器，通常称为钟振，其工作完全是由晶体的自由振荡完成。这类晶振主要应用于稳定度要求不高的场合。
压控晶体振荡器（VCXO）
一种可通过调整外加电压使晶振输出频率随之改变的晶体振荡器，主要用于锁相环路或频率微调。压控晶振的频率控制范围及线性度主要取决于电路所用变容二极管及晶体参数两者的组合。
压控恒温晶振（VC-OCXO）
恒温晶体振荡器和电压控制晶体振荡器结合。
压控温度补偿晶振（VC-TCXO）
温度补偿晶体振荡器和电压控制晶体振荡器结合。
台系晶振品牌：亚陶晶振、鸿星晶振、TXC晶振、加高晶振等等，日系晶振品牌：KDS大真空晶体、精工爱普生晶振、西铁城晶振、京瓷晶振、NDK晶振等等。