我們將首先檢查典型晶體的電抗與頻率曲線。憑借這些知識，我們將看看兩個不同的振蕩器拓撲，并討論電路結(jié)構(gòu)如何迫使晶體以特定頻率振蕩。
　　基于此討論，我們將能夠查看平行和系列晶體的定義 - 兩個有時會引起混亂的技術(shù)術(shù)語。
　　晶體具有兩個共振頻率

　　晶體的等效電路如圖1所示。

　　圖1。圖像由Stmicroelectronics提供。

　　基于此模型，我們可以找到如圖2所示的典型石英晶體單元的電抗和頻率曲線：

　　圖2。圖像由柏樹提供。
　　為了了解晶體的操作，讓我們假設(shè)晶體是理想的，而R m可以忽略不計。因此，在晶體電氣模型的下部分支中，我們串聯(lián)具有L M和C M。
　　當(dāng)L M和C M串聯(lián)共振時，它們的阻抗相互抵消。在此頻率下，下分支的阻抗以及因此，整個晶體的總阻抗降至零。這對應(yīng)于圖2中的f s，通常稱為晶體的串聯(lián)諧振頻率。請注意，c o 不會影響此頻率的值。
　　在F s上方，L m的電抗比C M的電抗更大，我們觀察到晶體表現(xiàn)出感應(yīng)行為。這種有效電感（L M和C M的串聯(lián)組合）的電抗隨頻率和一定頻率（F a）的增加而增加，它變得等于 晶體模型中C的抗性。在這一點上，我們有效地具有共振和晶體接近無窮大的總阻抗。頻率F A稱為抗諧振頻率。該頻率總是高于串聯(lián)諧振頻率。
　　晶體將在什么頻率下振蕩？
　　我們看到晶體具有兩種共振模式。在F S和F A上，晶體的阻抗都是電阻的。在f s時，電阻很小。但是，在抗諧振頻率下，晶體接近無窮大的等效阻抗。
　　現(xiàn)在要問的問題是，在振蕩器電路中使用時晶體將在哪個頻率下振蕩？
　　答案是，這取決于振蕩器拓撲。
　　在振蕩頻率下，振蕩器的環(huán)增益必須等于或大于一個，其相移應(yīng)為2π的積分倍數(shù)（正反饋）。這些條件決定了晶體的振蕩頻率。

　　例如，考慮圖3所示的振蕩器。

　　圖3
　　在這種情況下，放大階段的相移是2π的積分倍數(shù)。因此，在振蕩頻率下，由晶體和R 1引起的相移應(yīng)為零?？梢栽诰w具有純電阻阻抗（F s和f a）的頻率下實現(xiàn)此零相移。

　　在F s處，晶體的阻抗是的，因此，晶體和r 1產(chǎn)生的電壓分隔符如上圖所示。因此，通過上述排列，電路可以在f s處振蕩。

　　圖4中描述了另一種振蕩器拓撲，通常稱為Pierce-Gate振蕩器。
　　圖4。一個示例Pierce-Gate振蕩器。圖像由拉蒙·塞爾達（Ramon Cerda）提供。
　　通過此拓撲，放大器提供180°的相移。因此，R S，C 2，C 1和晶體的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)提供180°的額外相移以滿足振蕩相條件。隨著放大器輸出信號通過反饋路徑傳播，它經(jīng)歷了從晶體和C 1組合的某些相移。此相移的量取決于信號頻率。
　　在f s下，晶體充當(dāng)電容器，從x 1和c 1的相移接近0°。在F s，晶體具有電阻性阻抗，這種相移約90°。在F s上方，晶體表現(xiàn)出感應(yīng)行為，相位移位可以接近180°。
　　實際上，R S和C 2提供的相移小于90°，??因此，X 1和C 1的組合需要提供90°以上。這就是為什么晶體需要在其感應(yīng)區(qū)域的某個位置（圖2中的F S和F之間）操作。
　　平行諧振和串聯(lián)振蕩振蕩器
　　上面的討論表明，石英晶體可以根據(jù)振蕩器拓撲結(jié)構(gòu)的 頻率（F s）和抗諧振頻率（F a ）之間的任何頻率振蕩。
　　許多常見的振蕩器電路，例如Pierce，Colpitts和Clapp Style振蕩器，在F S和F a之間的區(qū)域中運行晶體。該區(qū)域通常稱為“平行共振區(qū)域”，迫使晶體在該區(qū)域運行的振蕩器稱為“平行諧振振蕩器”。
　　迫使晶體在f s下運行的振蕩器不是很常見。這些振蕩器稱為“串聯(lián)振蕩振蕩器”。值得一提的是，抗諧聲點在振蕩器設(shè)計中不使用。
　　平行和串聯(lián)諧振晶體
　　水晶行業(yè)中有兩個技術(shù)術(shù)語偶爾會引起混亂：“平行諧振晶體”（或簡單的平行晶體）和“串聯(lián)諧振晶體”（或串聯(lián)晶體）。
　　平行晶體旨在用于并聯(lián)諧振振蕩器中。由于平行諧振振蕩器在FS和F a之間操作晶體，因此平行晶體的名義頻率是該范圍內(nèi)的頻率，即在晶體的“平行共振區(qū)域”中。
　　另一方面，系列晶體旨在用于串聯(lián)振蕩器中。因此，晶體的標稱頻率與其串聯(lián)諧振頻率（F s ）相同。
　　這兩種類型的晶體之間有任何物理差異嗎？
　　我們知道，每個晶體都有其特定的串聯(lián)諧振頻率和“平行共振區(qū)域”。而且我們可以在這兩個共振條件下的任何一個中操作給定的晶體。因此，平行晶體和串聯(lián)晶體的物理結(jié)構(gòu)沒有差異。
　　這兩個術(shù)語僅涉及晶體以標稱頻率振蕩的條件。
　　它們是否用哪種類型的振蕩器拓撲來指定晶體將達到其名義頻率？它是平行諧振振蕩器還是串聯(lián)諧振類型？
　　負載電容
　　負載電容是指晶體應(yīng)在其末端“看到”的外部電容的量。使用串聯(lián)共振振蕩器，振蕩器反饋路徑中沒有反應(yīng)性成分（請參閱圖3中所示的示例振蕩器）。這就是為什么對于串聯(lián)晶體而言，負載電容并不重要（并且未指定）。
　　但是，使用平行晶體，負載電容是一個關(guān)鍵參數(shù)。在這種情況下，晶體用于其電抗曲線的電感??區(qū)域。并且，晶體形成具有外部負載電容的LC儲罐。因此，負載電容的值起著關(guān)鍵作用并確定振蕩頻率。
　　當(dāng)連接到其指定的負載電容時，實際上在工廠校準了平行晶體以其標稱頻率振蕩。為了達到標稱頻率，我們的應(yīng)用板應(yīng)提供相同的負載電容。