主板時鐘晶振的種類及作用

晶振是由石英晶體切割而成的引線，在通電的時候具備一個非常顯著的功能，那就是能夠發(fā)生機(jī)械震蕩。

時鐘振蕩器是利用了晶體的壓電效應(yīng)制造的，當(dāng)在晶片的兩面上加交變電壓時，晶片會反復(fù)的機(jī)械變形而產(chǎn)生振動，而這種機(jī)械振動又會反過來產(chǎn)生交變電壓。工作時，首先由主芯片內(nèi)部的“多諧振蕩器”產(chǎn)生一個頻譜很寬的振蕩，這個包含有多種“諧頻”的振蕩信號從主芯片輸出后，直接加到晶體的兩端。

通過晶體的“精確選頻”作用，確定一個所需要的時鐘頻率之后，再反饋回芯片內(nèi)部去控制“多諧振蕩器”的振蕩頻率。

這樣，整個時鐘發(fā)生器就在晶體選定的頻率上工作，產(chǎn)生一個頻率穩(wěn)定、幅度恒定的時鐘脈沖，提供給主芯片內(nèi)部的各個系統(tǒng)效果在于發(fā)生初始的時鐘頻率，這個頻率晶振通過頻率發(fā)生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不一樣的總線頻率。

但是電腦主板所用到的石英晶體振蕩器又稱為有源晶振，依據(jù)極性，又可分為無源晶振。

主板中最慣例的用到的晶振可歸為5類，下列一一來道清它們所起到的效果。

1、14.318M晶振為時鐘晶振，作業(yè)電壓為1.1-1.6V。時鐘電路就是一個振蕩器，給單片機(jī)提供一個節(jié)拍，單片機(jī)執(zhí)行各種操作必須在這個節(jié)拍的控制下才能進(jìn)行。因此單片機(jī)沒有時鐘電路是不會正常工作的。

2、24M晶振為BGA內(nèi)部VGA有些供給有關(guān)作業(yè)時鐘。

3、24.576M晶振用于音效芯片，作業(yè)電壓為1.1-2.2V。

4、25M晶振用于網(wǎng)卡有些，為網(wǎng)卡供給作業(yè)時鐘，也用于Nvidia芯片上電時序中所需的時鐘，電壓為1.1-2.2V。

5、32.768KHZ晶振為實時晶振，作業(yè)電壓為1.4V左右，系統(tǒng)時間基準(zhǔn)時鐘，上電之前為南橋內(nèi)部供給作業(yè)所需時鐘。

晶振本身并不產(chǎn)生振蕩，但它會以一個固定的頻率與外電路發(fā)生諧振，前提是外電路的振蕩頻率必須與晶振的固有振蕩頻率相一致，起碼也要非常接近，否則電路將停振。

晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，便于各部分保持同步。

關(guān)于INTEL、AMD、ATI芯片的主板，32.768KHZ晶振不起振，會致使主板不上電或上電后全板無復(fù)位。關(guān)于NVIDIA芯片主板，32.768KHZ晶振不起振則會呈現(xiàn)跑CF或45(對應(yīng)的數(shù)碼卡)，數(shù)碼卡跑FF{有可能會呈現(xiàn)I/O(winbond83627)第18腳或21腳兩者中有一個無時鐘}。

晶振在應(yīng)用具體起到的作用，微控制器的時鐘源可以分為兩類：基于機(jī)械諧振器件的時鐘源，如晶振、陶瓷諧振槽路；RC（電阻、電容）振蕩器。一種是皮爾斯振蕩器配置，適用于晶振和陶瓷諧振槽路。

另一種為簡單的分立RC振蕩器。基于晶振與陶瓷諧振槽路的振蕩器通常能提供非常高的初始精度和較低的溫度系數(shù)。RC振蕩器能夠快速啟動，成本也比較低，但通常在整個溫度和工作電源電壓范圍內(nèi)精度較差，會在標(biāo)稱輸出頻率的5%至50%范圍內(nèi)變化。但其性能受環(huán)境條件和電路元件選擇的影響。需認(rèn)真對待振蕩器電路的元件選擇和線路板布局。在使用時，陶瓷諧振槽路和相應(yīng)的負(fù)載電容必須根據(jù)特定的邏輯系列進(jìn)行優(yōu)化。具有高Q值的晶振對放大器的選擇并不敏感，但在過驅(qū)動時很容易產(chǎn)生頻率漂移（甚至可能損壞）。現(xiàn)今很多系統(tǒng)晶振時鐘頻率高，干擾諧波能量強(qiáng)；干擾諧波除了從其輸入與輸出兩條走線傳導(dǎo)出來，還會從空間輻射出來，若布局不合理，容易造成很強(qiáng)的雜訊輻射問題，而且很難通過其他方法來解決，因此在PCB 板布局時對晶振和CLK 信號線布局非常重要。

影響振蕩器工作的環(huán)境因素有：電磁干擾（EMI）、機(jī)械震動與沖擊、濕度和溫度。這些因素會增大輸出頻率的變化，增加不穩(wěn)定性，并且在有些情況下，還會造成振蕩器停振。上述大部分問題都可以通過使用振蕩器模塊避免。這些模塊自帶振蕩器、提供低阻方波輸出，并且能夠在一定條件下保證運行。最常用的兩種類型是晶振模塊和集成RC振蕩器（硅振蕩器）。晶振模塊提供與分立晶振相同的精度。硅振蕩器的精度要比分立RC振蕩器高，多數(shù)情況下能夠提供與陶瓷諧振槽路相當(dāng)?shù)木取ｋS著電子元件的發(fā)展晶振的體積也越來越小，功耗也越來越低。幾乎所有的電子產(chǎn)品都會用到晶振。