時鐘振蕩器是利用了晶體的壓電效應制造的，當在晶片的兩面上加交變電壓時，晶片會反復的機械變形而產(chǎn)生振動，而這種機械振動又會反過來產(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的電路。是一種能量轉換裝置——將直流電能轉換為具有一定頻率的交流電能。其構成的電路叫振蕩電路。

　　簡單地說就是一個頻率源，一般用在鎖相環(huán)中。詳細說就是一個不需要外信號激勵、自身就可以將直流電能轉化為交流電能的裝置。一般分為正反饋和負阻型兩種。所謂“振蕩”，其涵義就暗指交流，振蕩器包含了一個從不振蕩到振蕩的過程和功能。能夠完成從直流電能到交流電能的轉化，這樣的裝置就可以稱為“振蕩器”。

　　原理也很簡單，它主要有由電容器和電感器組成的LC回路，通過電場能和磁場能的相互轉換產(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式振蕩器，很多應用石英晶體的石英晶體振蕩器，還有用集成運放組成的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三極管的狀態(tài)就發(fā)生了變化，這個變化由于正反饋的作用越來越強烈，導致到達一個暫穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)期間另一個三極管經(jīng)電容逐步充電后導通或者截止，狀態(tài)發(fā)生翻轉，到達另一個暫穩(wěn)態(tài)。這樣周而復始形成振蕩。

　　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（簡稱為晶片），石英晶體諧振器，簡稱為石英晶體或晶體、晶振；而在封裝內部添加IC組成振蕩電路的晶體元件稱為晶體振蕩器。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。當外加交變電壓的頻率為某一特定值時，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)象稱為壓電諧振。晶振產(chǎn)生振蕩必須附加外部時鐘電路，一般是一個放大反饋電路，只有一片晶振是不能實現(xiàn)震蕩的。

　　于是就有了時鐘振蕩器，將外部時鐘電路跟晶振放在同一個封裝里面，一般都有4個引腳了，兩條電源線為里面的時鐘電路提供電源，又叫做有源晶振，時鐘振蕩器，或簡稱鐘振。好多鐘振一般還要做一些溫度補償電路在里面，讓振蕩頻率能更加準確。

　　振蕩器有很多種，根據(jù)不同的時鐘需求會使用不同的振蕩器。原始時鐘信號一般會通過晶體振蕩器產(chǎn)生。晶體振蕩器的特點是根據(jù)晶體特性存在一個諧振頻率，而且品質因子Q（目標頻率能量占總能量的比值）非常高。這能夠產(chǎn)生一個噪聲非常小、震蕩頻率非常精確的時鐘信號。對于精度要求不那么高的時鐘，也有使用LC振蕩器生成的，不過很少見。

　　次級時鐘信號可以通過將主時鐘信號輸入分頻/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。鑒相器比較輸入時鐘信號和輸出時鐘信號的相位差別，并將相位信號轉化為電壓信號，然后這個電壓信號通過壓控振蕩器變?yōu)檩敵鰰r鐘信號。由于反饋回路的存在，輸入和輸出時鐘會保持一個固定的相位差，這意味著兩者頻率完全相同。通過在鑒相器輸入端加入分頻器，可以實現(xiàn)非整數(shù)倍倍頻和分頻電路。還有一類通過外部輸入信號產(chǎn)生時鐘的電路——CDR（clock data recovery）。因為外部輸入的信號使用的是外部的時鐘，和本地時鐘存在同步問題，所以無法直接使用本地時鐘采樣。如果沒有外部時鐘輸入，就必須從輸入的信號中還原出外部時鐘，這就是CDR電路。CDR的基礎結構和鎖相環(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鐘的穩(wěn)定性，具體就不展開了。

　　時鐘振蕩電路中精確地確定振蕩頻率，它與所屬電路系統(tǒng)中的主芯片內部的振蕩電路配合，共同組成“石英晶體諧振器”（簡稱“晶振”），產(chǎn)生主板上各個系統(tǒng)所必需的時鐘信號。工作時，首先由主芯片內部的“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，提供給主芯片內部的各個系統(tǒng)，使這些結構不同、功能各異的電路在“時鐘”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“時序”（時間順序）相互配合、互相協(xié)調地工作，從而完成這個單元電路系統(tǒng)中的主芯片所擔負的功能。

　　簡單的說時鐘電路就是一個振蕩器，給單片機提供一個節(jié)拍，單片機執(zhí)行各種操作必須在這個節(jié)拍的控制下才能進行。因此單片機沒有時鐘電路是不會正常工作的。時鐘電路本身是不會控制什么東西，而是你通過程序讓單片機根據(jù)時鐘來做相應的工作。

　　幾乎所有的數(shù)字系統(tǒng)在處理信號都是按節(jié)拍一步一步地進行的，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“時鐘信號”，產(chǎn)生這個時鐘信號的電路就是時鐘電路。

　　時鐘電路的核心是個比較穩(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鐘頻率，所以要把這正弦波進行分頻，處理，形成時鐘脈沖，然后分配到需要的地方。讓系統(tǒng)里各部分工作時使用。