石英晶体振荡器分非 温度补偿式 晶体振荡器、温度补偿晶体振荡器（ TCXO）、电压控制晶体振荡器（VCXO）、恒温控制式晶体振荡器（ OCXO）和数字化/μp补偿式晶体振荡器（DCXO/MCXO）等几种类型。其中，无温度补偿式晶体振荡器是最简单的一种，在 日本工业标准( JIS)中，称其为标准封装晶体振荡器（SPXO）。现以SPXO为例，简要介绍一下石英晶体振荡器的结构与工作原理。

石英晶体，有天然的也有人造的，是一种重要的 压电晶体材料。石英晶体本身并非振荡器，它只有借 助于有源激励和无源电抗网络方可产生振荡。SPXO主要是由 品质因数（Q）很高的 晶体谐振器（即晶体振子）与反馈式 振荡电路组成的。石英晶体振子是振荡器中的重要元件，晶体的频率（ 基频或n次 谐波频率）及其温度特性在很大程度上取决于其切割取向。 石英晶体谐振器的基本结构、（金属壳）封装及其 等效电路如图1所示。

只要在晶体振子板极上施加 交变电压，就会使晶片产生机械 变形振动，此现象即所谓 逆压电效应。当外加电压频率等于晶体谐振器的 固有频率时，就会发生 压电谐振，从而导致机械变形的振幅突然增大。在图1（c）所示的 晶体谐振器的等效电路中，Co为晶片

(a)石英晶体振子的结构

（b）金属壳封装示图（c）等效电路

与金属板之间的静电电容；L、C为压电谐振的等效参量；R为振动磨擦损耗的 等效电阻。 石英晶体谐振器存在一个串联 谐振频率fos（1/2π），同时也存在一个 并联谐振频率fop（1/2π)。由于Co?C，fop与fos之间之差值很小，并且R?ωOL，R?1/ωOC，所以 谐振电路的 品质因数Q非常高（可达数百万），从而使石英晶体谐振器组成的振荡器 频率稳定度十分高，可达10－12/日。 石英晶体振荡器的振荡频率既可近似工作于fos处，也可工作在fop附近，因此石英晶体振荡器可分串联型和并联型两种。用石英晶体谐振器及其 等效电路，取代LC振荡器中构成 谐振回路的电感（L）和电容（C）元件，则很容易理解 晶体振荡器的工作原理。

SPXO的总精度（包括起始精度和随温度、电压及负载产生的变化）可以达到±25ppm。SPXO既无 温度补偿也无温度控制措施，其频率温度特性几乎完全由石英晶体振子的频率温度特性所决定。在0～70℃范围内，SPXO的 频率稳定度通常为20～1000ppm，SPXO可以用作钟频振荡器。