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時鐘發生器基本上由諧振電路和放大器電路組成。
晶體振蕩器經常被用作諧振電路。石英振蕩器也用于石英表中，利用壓電效應，當施加電壓時，石英晶體會以其固有頻率輸出振蕩。固有頻率根據石英晶體的形狀、切割截面等物理特性而變化，但通過使用高純度結晶的人造石英晶體，可以獲得具有所需固有頻率的振蕩器。
由于該振蕩波形是正弦波，因此時鐘發生器將其整形為方波，以便用于數字電路中。發生器內部采用分頻器、乘法器電路，產生頻率為原頻率M/N倍（M、N為自然數）的時鐘信號，經放大電路放大后輸出。
