在电子行业中，普通压电无源石英晶体是一种极为重要的无极性元件。其内部仅包含经过精细加工的单一石英晶片，英文表述为 “Quartz crystal” 。这种晶体自身无法产生振荡信号，必须借助精心设计的电路才能实现振荡功能。常见的插件型一般有两个脚，不过也存在三个脚的情况，中间的脚通常用于接地。随着科技的不断进步，后来又出现了四个脚的普通贴片谐振器，实际上只有两个脚是真正用于通电工作的，另外两个脚，一个悬空，另一个可接地也可不接地。
晶体振荡器主要分为无源晶体和有源晶振两种类型。它们的英文名称有所不同，无源晶体为 “crystal” ，有源晶振则是 “oscillator” 。无源晶体自身无法振荡，需要依靠时钟电路来产生振荡信号，所以 “无源晶振” 这一说法并不严谨；而有源晶振是一个完整的谐振振荡器。
插件型石英晶体谐振器是常见的一种类型。有源石英晶体振荡器至少有四个脚，其用途分别为：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。电压的类型有多种，如 1.8V、2.5V、3V、3.3V、3.8V、5V 等。振荡器内部除了加工过的压电石英晶片外，还包含有源振荡器 IC、两颗电阻、两颗电容，有些还会配备一颗三级稳压管等元件。早期有源晶振的外观体积较大，随着科技的发展，如今其尺寸已大幅减小，从初长 20mm、宽 11mm，发展到现在长 2.5mm、宽 2.0mm 。有源晶振的英文简称为 “Quartz crystal oscillator” 。
无源晶体和有源晶振各有优缺点。无源晶体的信号质量相对较差，通常需要匹配外围电路（如用于信号匹配的电容、电感、电阻等） 。当更换不同频率的晶体时，周边配置电路也需要进行相应的调整。因此，建议选用精度较高的石英晶体，尽量避免使用精度低的陶瓷晶体。而有源晶振的信号电平是固定的，需要选择合适的输出电平，灵活性欠佳，并且价格相对较高。对于对时序要求敏感的应用场景，有源晶振更为合适，因为可以选用较为精密的晶振，甚至是的温度补偿晶振。
有源晶振的管脚分布会因封装不同而有所差异。有个点标记的为 1 脚，按逆时针（管脚向下）分别为 2、3、4 。其通常的用法是：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。方形有源晶振引脚分布也有特定规律，正方的使用 DIP - 8 封装，打点的是 1 脚，引脚定义为 1 - NC；4 - GND； 5 - Output；8 - VCC ；长方的使用 DIP - 14 封装，打点的是 1 脚，引脚定义为 1 - NC；7 - GND； 8 - Output；14 - VCC 。需要注意的是，电源有 TTL（只能用 5V）和 HC（可以 3.3V/5V）两种类型，并且有源晶振边沿有一个是尖角，三个圆角，尖角的是一脚，和打点一致。
拆解有源晶振可以发现，它实际上是由无源晶体和逻辑电路组成。在输出波形方面，无源晶体输出正弦波，而有源晶振可输出正弦波或方波。如果有源晶振内部集成了整形电路，输出就是方波，但很多时候在示波器上看到的可能是波形不太好的正弦波，这是因为示波器带宽不足。方波是基频和奇次谐波的叠加，带宽不够时，就只剩下基频和部分谐波，所以显示为正弦波。要完美再现方波，示波器的带宽至少需要达到 10 倍，5 倍带宽只能勉强显示。
对于晶体相关的其他问题，我们也需要深入了解。例如，晶振规格书中的 “CL” 代表制作石英振荡器时加入的负载电容。当使用振荡器时，需要匹配相等的容抗，这样才能保证振荡频率的准确性，其单位通常为 PF 。32.768K 晶振系列常见的负载电容有 12.5PF、6PF、9PF 等；MHZ 系列的石英晶振常见的负载电容有 12PF、15PF、20PF、22PF 等。实际上，晶振本身并不需要电容，而晶体则需要。根据晶振的实际频率和标称频率之间的关系公式：Fx = F0 (1 + C1/(C0 + CL))^(1/2) ，以及 CL = Cg * Cd/(Cg + Cd)+Cs（其中 Cs 为杂散电容，Cg 和 Cd 为外部添加的两个电容，通常取值相等） ，可以知道负载电容的减小会使实际频率 Fx 增大。通过微调电容的值可以微调晶振的振荡频率，但如果多片晶振的频率偏移较大，那么该晶振很可能不合格。负载电容对晶振的影响非常大，因此需要根据实际需求来选择合适的负载电容，并非在所有情况下使用都能达到理想效果。
规格书中单位为 “PPM” 的代表百万分之的频率跳动值。计算方法是用实际频率减去目标频率，再除以目标频率，并将小数点向前移动 6 位。例如，目标频率是 25.000000MHZ，实际频率是 25.000015，计算可得 PPM 值为 0.6 。2PPM 以下的晶振中，有源晶振较为常见，有源晶振市场上温补晶振的应用也较多。无源晶振的精度可达 5PPM ，部分要求严格的产品可接受订做。无源贴片晶振精度常用的有 10PPM、20PPM、30PPM ，插件晶振中精度较高的为 5PPM ，市场上常规使用的是 20PPM 。
晶振属于易碎元器件，这是因为其正常运行依赖于内部的水晶芯片，而芯片厚度较薄。以 25MHZ 的贴片晶振为例，其内部芯片厚度约为 0.0668mm 。如果晶振从高处掉落或摔在地上，内部芯片很容易破损，导致晶振无法正常工作。因此，在焊接过程中一定要格外小心，避免晶振掉落。采用水晶振动子制作石英振荡器，是因为它产生的振荡频率相对其他振荡元件更为准确和稳定，而且具有设计简单、线路简洁的优点。在频率范围为 MHZ 和数百 MHZ 的石英晶振中，根据不同的应用领域和工作温度需求，有多种石英切割角度分类，如 AT - 、BT - 、CT - 、NT、GT 等。不同切割方向的板片具有不同的弹性常数张量、压电常数张量和介电常数张量，这些特性在石英组件的设计和应用中表现出不同的振荡和温度特性。其中，AT 角度切割的石英芯片适用于数 MHz 到数百 MHz 的频率范围。
