【技术】一文带你详细了解主板时钟晶振的种类及作用

时间： 2021-08-11 来源：星通时频

晶振是由石英晶体切割而成的引线，在通电的时候具备一个非常显著的功能，那就是能够发生机械震荡。

时钟振荡器是利用了晶体的压电效应制造的，当在晶片的两面上加交变电压时，晶片会反复的机械变形而产生振动，而这种机械振动又会反过来产生交变电压。工作时，首先由主芯片内部的“多谐振荡器”产生一个频谱很宽的振荡，这个包含有多种“谐频”的振荡信号从主芯片输出后，直接加到晶体的两端。

通过晶体的“精确选频”作用，确定一个所需要的时钟频率之后，再反馈回芯片内部去控制“多谐振荡器”的振荡频率。

这样，整个时钟发生器就在晶体选定的频率上工作，产生一个频率稳定、幅度恒定的时钟脉冲，提供给主芯片内部的各个系统效果在于发生初始的时钟频率，这个频率晶振通过频率发生器的放大或缩小后就成了电脑中各种不一样的总线频率。

但是电脑主板所用到的石英晶体振荡器又称为有源晶振，依据极性，又可分为无源晶振。

主板中最惯例的用到的晶振可归为5类，下列一一来道清它们所起到的效果。

●14.318M晶振为时钟晶振，作业电压为1.1-1.6V。时钟电路就是一个振荡器，给单片机提供一个节拍，单片机执行各种操作必须在这个节拍的控制下才能进行。因此单片机没有时钟电路是不会正常工作的。

●24M晶振为BGA内部VGA有些供给有关作业时钟。

●24.576M晶振用于音效芯片，作业电压为1.1-2.2V。

●25M晶振用于网卡有些，为网卡供给作业时钟，也用于Nvidia芯片上电时序中所需的时钟，电压为1.1-2.2V。

●32.768KHZ晶振为实时晶振，作业电压为1.4V左右，系统时间基准时钟，上电之前为南桥内部供给作业所需时钟。

晶振本身并不产生振荡，但它会以一个固定的频率与外电路发生谐振，前提是外电路的振荡频率必须与晶振的固有振荡频率相一致，起码也要非常接近，否则电路将停振。

晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。

关于INTEL、AMD、ATI芯片的主板，32.768KHZ晶振不起振，会致使主板不上电或上电后全板无复位。关于NVIDIA芯片主板，32.768KHZ晶振不起振则会呈现跑CF或45(对应的数码卡)，数码卡跑FF{有可能会呈现I/O(winbond83627)第18脚或21脚两者中有一个无时钟}。

晶振在应用具体起到的作用，微控制器的时钟源可以分为两类：基于机械谐振器件的时钟源，如晶振、陶瓷谐振槽路；RC（电阻、电容）振荡器。一种是皮尔斯振荡器配置，适用于晶振和陶瓷谐振槽路。

另一种为简单的分立RC振荡器。基于晶振与陶瓷谐振槽路的振荡器通常能提供非常高的初始精度和较低的温度系数。RC振荡器能够快速启动，成本也比较低，但通常在整个温度和工作电源电压范围内精度较差，会在标称输出频率的5%至50%范围内变化。但其性能受环境条件和电路元件选择的影响。需认真对待振荡器电路的元件选择和线路板布局。在使用时，陶瓷谐振槽路和相应的负载电容必须根据特定的逻辑系列进行优化。具有高Q值的晶振对放大器的选择并不敏感，但在过驱动时很容易产生频率漂移（甚至可能损坏）。现今很多系统晶振时钟频率高，干扰谐波能量强；干扰谐波除了从其输入与输出两条走线传导出来，还会从空间辐射出来，若布局不合理，容易造成很强的杂讯辐射问题，而且很难通过其他方法来解决，因此在PCB 板布局时对晶振和CLK 信号线布局非常重要。

影响振荡器工作的环境因素有：电磁干扰（EMI）、机械震动与冲击、湿度和温度。这些因素会增大输出频率的变化，增加不稳定性，并且在有些情况下，还会造成振荡器停振。上述大部分问题都可以通过使用振荡器模块避免。这些模块自带振荡器、提供低阻方波输出，并且能够在一定条件下保证运行。最常用的两种类型是晶振模块和集成RC振荡器（硅振荡器）。晶振模块提供与分立晶振相同的精度。硅振荡器的精度要比分立RC振荡器高，多数情况下能够提供与陶瓷谐振槽路相当的精度。随着电子元件的发展晶振的体积也越来越小，功耗也越来越低。几乎所有的电子产品都会用到晶振。

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2024-06-28 - 产品代理服务技术支持采购服务

晶振电路和时钟电路一样吗？

晶振电路是时钟电路的一种常见形式，但并不是所有时钟电路都是晶振电路。时钟电路是产生像时钟一样准确运动的振荡电路，任何工作都按时间顺序，用于产生这个时间的电路就是时钟电路。它一般由晶体振荡器、晶震控制芯片和电容组成，应用十分广泛，如电脑的时钟电路、电子表的时钟电路以及MP3MP4的时钟电路。晶振电路是一种特殊的时钟电路，它通常由晶体振荡器作为主控原件来产生振荡时钟。这种电路在IT(通讯产品，数控产品，单片机，电脑)主件中很常见，因为它能为主控处理器提供正常工作的振荡时钟。因此，晶振电路是时钟电路的一种特殊形式，但并非所有时钟电路都是晶振电路。

2024-10-30 - 技术问答代理服务技术支持采购服务