时钟振荡器的作用原理

　　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。

　　晶体振荡器，以下简称晶振，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。当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其它频率下的振幅大得多，产生共振，这种现象称为压电谐振。晶振产生振荡必须附加外部时钟电路，一般是一个放大反馈电路，只有一片晶振是不能实现震荡的。

　　于是就有了时钟振荡器，将外部时钟电路跟晶振放在同一个封装里面，一般都有4个引脚了，两条电源线为里面的时钟电路提供电源，又叫做有源晶振，时钟振荡器，或简称钟振。好多钟振一般还要做一些温度补偿电路在里面，让振荡频率能更加准确。晶振振荡器的等效电路也可以认为是一个LCR振荡电路。

　　时钟振荡器的作用是什么？

　　时钟振荡电路中精确地确定振荡频率，它与所属电路系统中的主芯片内部的振荡电路配合，共同组成“石英晶体谐振器”（简称“晶振”），产生主板上各个系统所必需的时钟信号。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，使这些结构不同、功能各异的电路在“时钟”的控制下，按照统一的“节奏”、数据传输速率（ bit/s）以及规定的“时序”（时间顺序）相互配合、互相协调地工作，从而完成这个单元电路系统中的主芯片所担负的功能。

　　简单的说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。时钟电路本身是不会控制什么东西，而是你通过程序让单片机根据时钟来做相应的工作。

　　几乎所有的数字系统在处理信号都是按节拍一步一步地进行的，系统各部分也是按节拍做的，要使电路的各部分统一节拍就需要一个“时钟信号”，产生这个时钟信号的电路就是时钟电路。

　　时钟电路的核心是个比较稳定的振荡器（一般都用晶体振荡器），振荡器产生的是正弦波，频率不一定是电路工作的时钟频率，所以要把这正弦波进行分频，处理，形成时钟脉冲，然后分配到需要的地方。让系统里各部分工作时使用。

　　时钟振荡器的原理

　　主要有由电容器和电感器组成的LC回路，通过电场能和磁场能的相互转换产程自由振荡。要维持振荡还要有具有正反馈的放大电路，LC振荡器又分为变压器耦合式和三点式振荡器，很多应用石英晶体的石英晶体振荡器，还有用集成运放组成的LC振荡器。

　　由于器件不可能参数完全一致，因此在上电的瞬间两个三极管的状态就发生了变化，这个变化由于正反馈的作用越来越强烈，导致到达一个暂稳态。暂稳态期间另一个三极管经电容逐步充电后导通或者截止，状态发生翻转，到达另一个暂稳态。这样周而复始形成振荡。