時(shí)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(shí)，晶片會(huì)反復(fù)的機(jī)械變形而產(chǎn)生振動(dòng)，而這種機(jī)械振動(dòng)又會(huì)反過(guò)來(lái)產(chǎn)生交變電壓。

　　振蕩器就是可以產(chǎn)生一定頻率的交變電流信號(hào)的電路。是一種能量轉(zhuǎn)換裝置——將直流電能轉(zhuǎn)換為具有一定頻率的交流電能。其構(gòu)成的電路叫振蕩電路。

　　簡(jiǎn)單地說(shuō)就是一個(gè)頻率源，一般用在鎖相環(huán)中。詳細(xì)說(shuō)就是一個(gè)不需要外信號(hào)激勵(lì)、自身就可以將直流電能轉(zhuǎn)化為交流電能的裝置。一般分為正反饋和負(fù)阻型兩種。所謂“振蕩”，其涵義就暗指交流，振蕩器包含了一個(gè)從不振蕩到振蕩的過(guò)程和功能。能夠完成從直流電能到交流電能的轉(zhuǎn)化，這樣的裝置就可以稱(chēng)為“振蕩器”。

　　原理也很簡(jiǎn)單，它主要有由電容器和電感器組成的LC回路，通過(guò)電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能的相互轉(zhuǎn)換產(chǎn)程自由振蕩。要維持振蕩還要有具有正反饋的放大電路，LC振蕩器又分為變壓器耦合式和三點(diǎn)式振蕩器，很多應(yīng)用石英晶體的石英晶體振蕩器，還有用集成運(yùn)放組成的LC振蕩器。

　　由于器件不可能參數(shù)完全一致，因此在上電的瞬間兩個(gè)三極管的狀態(tài)就發(fā)生了變化，這個(gè)變化由于正反饋的作用越來(lái)越強(qiáng)烈，導(dǎo)致到達(dá)一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)期間另一個(gè)三極管經(jīng)電容逐步充電后導(dǎo)通或者截止，狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，到達(dá)另一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。這樣周而復(fù)始形成振蕩。

　　那么，它和晶體振蕩器有什么區(qū)別呢？

　　晶體振蕩器是指從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片（簡(jiǎn)稱(chēng)為晶片），石英晶體諧振器，簡(jiǎn)稱(chēng)為石英晶體或晶體、晶振；而在封裝內(nèi)部添加IC組成振蕩電路的晶體元件稱(chēng)為晶體振蕩器。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。當(dāng)外加交變電壓的頻率為某一特定值時(shí)，振幅明顯加大，比其它頻率下的振幅大得多，產(chǎn)生共振，這種現(xiàn)象稱(chēng)為壓電諧振。晶振產(chǎn)生振蕩必須附加外部時(shí)鐘電路，一般是一個(gè)放大反饋電路，只有一片晶振是不能實(shí)現(xiàn)震蕩的。

　　于是就有了時(shí)鐘振蕩器，將外部時(shí)鐘電路跟晶振放在同一個(gè)封裝里面，一般都有4個(gè)引腳了，兩條電源線為里面的時(shí)鐘電路提供電源，又叫做有源晶振，時(shí)鐘振蕩器，或簡(jiǎn)稱(chēng)鐘振。好多鐘振一般還要做一些溫度補(bǔ)償電路在里面，讓振蕩頻率能更加準(zhǔn)確。

　　振蕩器有很多種，根據(jù)不同的時(shí)鐘需求會(huì)使用不同的振蕩器。原始時(shí)鐘信號(hào)一般會(huì)通過(guò)晶體振蕩器產(chǎn)生。晶體振蕩器的特點(diǎn)是根據(jù)晶體特性存在一個(gè)諧振頻率，而且品質(zhì)因子Q（目標(biāo)頻率能量占總能量的比值）非常高。這能夠產(chǎn)生一個(gè)噪聲非常小、震蕩頻率非常精確的時(shí)鐘信號(hào)。對(duì)于精度要求不那么高的時(shí)鐘，也有使用LC振蕩器生成的，不過(guò)很少見(jiàn)。

　　次級(jí)時(shí)鐘信號(hào)可以通過(guò)將主時(shí)鐘信號(hào)輸入分頻/倍頻電路得到，比如鎖相環(huán)。鎖相環(huán)的核心是鑒相器和壓控振蕩器。鑒相器比較輸入時(shí)鐘信號(hào)和輸出時(shí)鐘信號(hào)的相位差別，并將相位信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，然后這個(gè)電壓信號(hào)通過(guò)壓控振蕩器變?yōu)檩敵鰰r(shí)鐘信號(hào)。由于反饋回路的存在，輸入和輸出時(shí)鐘會(huì)保持一個(gè)固定的相位差，這意味著兩者頻率完全相同。通過(guò)在鑒相器輸入端加入分頻器，可以實(shí)現(xiàn)非整數(shù)倍倍頻和分頻電路。還有一類(lèi)通過(guò)外部輸入信號(hào)產(chǎn)生時(shí)鐘的電路——CDR（clock data recovery）。因?yàn)橥獠枯斎氲男盘?hào)使用的是外部的時(shí)鐘，和本地時(shí)鐘存在同步問(wèn)題，所以無(wú)法直接使用本地時(shí)鐘采樣。如果沒(méi)有外部時(shí)鐘輸入，就必須從輸入的信號(hào)中還原出外部時(shí)鐘，這就是CDR電路。CDR的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和鎖相環(huán)挺相似的，但是在濾波和鑒相電路上做了修改以保證輸出時(shí)鐘的穩(wěn)定性，具體就不展開(kāi)了。

　　時(shí)鐘振蕩電路中精確地確定振蕩頻率，它與所屬電路系統(tǒng)中的主芯片內(nèi)部的振蕩電路配合，共同組成“石英晶體諧振器”（簡(jiǎn)稱(chēng)“晶振”），產(chǎn)生主板上各個(gè)系統(tǒng)所必需的時(shí)鐘信號(hào)。工作時(shí)，首先由主芯片內(nèi)部的“多諧振蕩器”產(chǎn)生一個(gè)頻譜很寬的振蕩，這個(gè)包含有多種“諧頻”的振蕩信號(hào)從主芯片輸出后，直接加到晶體的兩端，通過(guò)晶體的“精確選頻”作用，確定一個(gè)所需要的時(shí)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(gè)時(shí)鐘發(fā)生器就在晶體選定的頻率上工作，產(chǎn)生一個(gè)頻率穩(wěn)定、幅度恒定的時(shí)鐘脈沖，提供給主芯片內(nèi)部的各個(gè)系統(tǒng)，使這些結(jié)構(gòu)不同、功能各異的電路在“時(shí)鐘”的控制下，按照統(tǒng)一的“節(jié)奏”、數(shù)據(jù)傳輸速率（ bit/s）以及規(guī)定的“時(shí)序”（時(shí)間順序）相互配合、互相協(xié)調(diào)地工作，從而完成這個(gè)單元電路系統(tǒng)中的主芯片所擔(dān)負(fù)的功能。

　　簡(jiǎn)單的說(shuō)時(shí)鐘電路就是一個(gè)振蕩器，給單片機(jī)提供一個(gè)節(jié)拍，單片機(jī)執(zhí)行各種操作必須在這個(gè)節(jié)拍的控制下才能進(jìn)行。因此單片機(jī)沒(méi)有時(shí)鐘電路是不會(huì)正常工作的。時(shí)鐘電路本身是不會(huì)控制什么東西，而是你通過(guò)程序讓單片機(jī)根據(jù)時(shí)鐘來(lái)做相應(yīng)的工作。

　　幾乎所有的數(shù)字系統(tǒng)在處理信號(hào)都是按節(jié)拍一步一步地進(jìn)行的，系統(tǒng)各部分也是按節(jié)拍做的，要使電路的各部分統(tǒng)一節(jié)拍就需要一個(gè)“時(shí)鐘信號(hào)”，產(chǎn)生這個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的電路就是時(shí)鐘電路。

　　時(shí)鐘電路的核心是個(gè)比較穩(wěn)定的振蕩器（一般都用晶體振蕩器），振蕩器產(chǎn)生的是正弦波，頻率不一定是電路工作的時(shí)鐘頻率，所以要把這正弦波進(jìn)行分頻，處理，形成時(shí)鐘脈沖，然后分配到需要的地方。讓系統(tǒng)里各部分工作時(shí)使用。