体波石英晶体元件过多的功率消耗可能增加不必要的电路功率，加速器件老化，甚至使某些特殊的石英晶体元件发生失效。本文将为石英晶体元件和振荡器设计提供足够的背景知识，使设计工程师可以估算体波石英晶体元件的功耗和理解使振荡器中石英晶体功耗维持在一定范围内的方法。

　　巴特沃斯 Van-Dyke模型

　　体波石英晶体元件的基本谐振原理可以使用巴特沃斯Vab-Dyke模型建模，该模型中R1、L1和C1组成谐振支路，可以等效石英晶体的压电特性。C0代表石英晶体谐振子两个电极之间的电容和封装引脚X1与X2之间的封装电容。C0的值可以通过在晶体封装引脚之间增加板级电容而增加。

　　如果皮尔斯拓扑结构的非线性增益大于某个最小值，而且非线性延时提供了满足接近石英晶体单元串联谐振频率相移条件的足够相移，它就可以很好地使振荡频率接近石英晶体串联谐振频率而使振荡器进入稳态。如果振荡能够满足这些条件，当放大器延迟改变时，输入/输出放大器的波形幅值包迹将随着时间增加，直到稳态振荡条件得到满足。在许多情况下，当峰峰值输出幅值达到供电电压和地之间的差值时，放大器增益就可以达到一个基本不变的稳态值。

　　在振荡的稳态，振荡器的功率消耗可以通过计算石英晶体元件输出波形的有效值（RMS），以及振荡频率下的石英晶体阻抗来获得。通常，如果振荡器的振荡频率相对串行谐振频率是已知的，而且在振荡频率下的振荡器波形幅度有效值也是已知的，谐振器的功率消耗就可以计算出来。