無源晶體與有源晶振的區(qū)別、應(yīng)用范圍及用法

1、無源晶體與有源晶振的區(qū)別、應(yīng)用范圍及1、無源晶體無源晶體需要用DSP片內(nèi)的振蕩器，在datasheet上有建議的連接方法。無源晶體沒有電壓的問題，信號電平是可變的，也就是說是根據(jù)起振電路來決定的，同樣的晶體可以適用于多種電壓，可用于多種不同時鐘信號電壓要求的DSP，而且價格通常也較低，因此對于一般的應(yīng)用如果條件許可建議用晶體，這尤其適合于產(chǎn)品線豐富批量大的生產(chǎn)者。無源晶體相對于晶振而言其缺陷是信號質(zhì)量較差，通常需要精確匹配外圍電路（用于信號匹配的電容、電感、電阻等），更換不同頻率的晶體時周邊配置電路需要做相應(yīng)的調(diào)整。建議采用精度較高的石英晶體，盡可能不要采用精度低的陶瓷晶體。2、有源晶振有源晶

2、振不需要DSP的內(nèi)部振蕩器，信號質(zhì)量好，比較穩(wěn)定，而且連接方式相對簡單（主要是做好電源濾波，通常使用一個電容和電感構(gòu)成的PI型濾波網(wǎng)絡(luò)，輸出端用一個小阻值的電阻過濾信號即可），不需要復(fù)雜的配置電路。有源晶振通常的用法：一腳懸空，二腳接地，三腳接輸出，四腳接電壓。相對于無源晶體，有源晶振的缺陷是其信號電平是固定的，需要選擇好合適輸出電平，靈活性較差，而且價格高。對于時序要求敏感的應(yīng)用，個人認(rèn)為還是有源的晶振好，因?yàn)榭梢赃x用比較精密的晶振，甚至是高檔的溫度補(bǔ)償晶振。有些DSP內(nèi)部沒有起振電路，只能使用有源的晶振，如TI的6000系列等。有源晶振相比于無源晶體通常體積較大，但現(xiàn)在許多有源晶振是表貼的

3、，體積和晶體相當(dāng)，有的甚至比許多晶體還要小。幾點(diǎn)注意事項(xiàng)1、需要倍頻的DSP需要配置好PLL周邊配置電路，主要是隔離和濾波；2、20MHz以下的晶體晶振基本上都是基頻的器件，穩(wěn)定度好，20MHz以上的大多是諧波的（如3次諧波、5次諧波等等），穩(wěn)定度差，因此強(qiáng)烈建議使用低頻的器件，畢竟倍頻用的PLL電路需要的周邊配置主要是電容、電阻、電感，其穩(wěn)定度和價格方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于晶體晶振器件；3.時鐘信號走線長度盡可能短，線寬盡可能大，與其它印制線間距盡可能大，緊靠器件布局布線，必要時可以走內(nèi)層，以及用地線包圍；過背板從外部引入時鐘信號時有特殊的設(shè)計(jì)要求，需要詳細(xì)參考相關(guān)的資料。此外還要做一些說明：總體來說晶

4、振的穩(wěn)定度等方面好于晶體，尤其是精密測量等領(lǐng)域，絕大多數(shù)用的都是高檔的晶振，這樣就可以把各種補(bǔ)償技術(shù)集成在一起，減少了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。試想，如果采用晶體，然后自己設(shè)計(jì)波形整形、抗干擾、溫度補(bǔ)償，那樣的話設(shè)計(jì)的復(fù)雜性將是什么樣的呢？我們這里設(shè)計(jì)射頻電路等對時鐘要求高的場合，就是采用高精度溫補(bǔ)晶振的，工業(yè)級的要好幾百元一個。特殊領(lǐng)域的應(yīng)用如果找不到合適的晶振，也就是說設(shè)計(jì)的復(fù)雜性超出了市場上成品晶振水平，就必須自己設(shè)計(jì)了，這種情況下就要選用晶體了，不過這些晶體肯定不是市場上的普通晶體，而是特殊的高端晶體，如紅寶石晶體等等。更高要求的領(lǐng)域情況更特殊，我們這里在高精度測試時采用的時鐘甚至是原子鐘、銣鐘等

5、設(shè)備提供的，通過專用的射頻接插件連接，是個大型設(shè)備，相當(dāng)笨重。 1、晶振：即所謂石英晶體諧振器和石英晶體時鐘振蕩器的統(tǒng)稱。不過由于在消費(fèi)類電子產(chǎn)品中，諧振器用的更多，所以一般的概念中把晶振就等同于諧振器理解了。后者就是通常所指鐘振。2、分類。首先說一下諧振器。電子開發(fā)社區(qū)門戶 "g H Y1r*K;A諧振器一般分為插件（Dip）和貼片（SMD）。插件中又分為HC-49U、HC-49U/S、音叉型（圓柱）。HC-49U一般稱49U，有些采購俗稱“高型”，而HC-49U/S一般稱49S，俗稱“矮型”。音叉型按照體積分可分為3*8，2*6，1*5，1*4等等。貼片型是按大小和腳位來分類。例

6、如7*5（0705）、6*3.5（0603），5*3.2（5032）等等。腳位有4pin和2pin之分。振蕩器也是可以分為插件和貼片。插件的可以按大小和腳位來分。例如所謂全尺寸的，又稱長方形或者14pin，半尺寸的又稱為正方形或者8pin。不過要注意的是，這里的14pin和8pin都是指振蕩器內(nèi)部核心IC的腳位數(shù)，振蕩器本身是4pin。而從不同的應(yīng)用層面來分，又可分為OSC(普通鐘振，TCXO（溫度補(bǔ)償），VCXO（壓控），OCXO（恒溫）等等。3、基本術(shù)語。我想這也是很多采購?fù)瑢W(xué)比較模糊的地方。這里我選了一些常用的諧振器術(shù)語拿來做一下解釋。Frequency Tolerance（調(diào)整頻差）：

7、在規(guī)定條件下，在基準(zhǔn)溫度（25±2）與標(biāo)稱頻率允許的偏差。一般用PPm（百萬分之）表示。Frequency Stability(溫度頻差：指在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)，與標(biāo)稱頻率允許的偏差。用PPm表示。Aging（年老化率）：在規(guī)定條件下，晶體工作頻率隨時間而允許的相對變化。以年為時間單位衡量時稱為年老化率。Shunt Capacitance（靜電容）：等效電路中與串聯(lián)臂并接的電容，也叫并電容，通常用C0表示。Load Capacitance（負(fù)載電容）：與晶體一起決定負(fù)載諧振頻率fL的有效外界電容，通常用CL表示。一般最關(guān)注的參數(shù)有2個，即調(diào)整頻差，負(fù)載電容。有一部分對溫度頻差有要求

8、。如果工作溫度范圍比較廣，則會對工作溫度范圍有所要求，即所謂寬溫。4、選用。主要講講諧振器。理論上來說，只要參數(shù)確定，選任何一種型號都是可以正常使用的。例如49U和49S替換，49S和圓柱以及和貼片替換，都是沒有問題的。但在實(shí)際選擇中會根據(jù)電路特點(diǎn)，成本以及便利性來考量和選擇。一般來說，簡單的應(yīng)用中主要都是從成本在考慮。但是有些產(chǎn)品或者電路會對晶振的等效電阻，激勵功率等等提出要求，所以就會在不同的型號中加以選擇。另外，貼片則主要是為了適應(yīng)產(chǎn)品日益小型化和提高生產(chǎn)效率的要求。聽到有些采購朋友說，只能選49S而不能用49U或者反之，這是一個小誤區(qū)。而鐘振的選擇則主要決定產(chǎn)品電路的特性的要求，一般來

9、說鐘振在精密性以及需要達(dá)到相關(guān)應(yīng)用的要求會更好。例如手機(jī)，通信機(jī)站，衛(wèi)星等等。晶振有源和無源的區(qū)別2009年10月07日 星期三 上午 09:42無源晶振有2個引腳，需要借助于外部的時鐘電路(接到主IC內(nèi)部的震蕩電路才能產(chǎn)生振蕩信號，自身無法振蕩. 有源晶振有4個引腳，是一個完整的振蕩器，其中除了石英晶體外，還有晶體管和阻容元件.只需要電源,就可輸出比較好的波形. 有源晶振只是將無源晶體和振蕩電路做到一起 晶振行業(yè)內(nèi)一般不以有源無源來分類晶振，一般是客戶端工程師才這么叫。客戶端工程師所說的晶振，其實(shí)是包括晶體（諧振器）和晶體振蕩器（振蕩器）的統(tǒng)稱。 晶體是依靠石英晶體的天然振蕩出頻率，而晶振借

10、助補(bǔ)償電路及其它補(bǔ)償功能實(shí)現(xiàn)更好的輸出頻率。 所以，如果單純從有無接電路區(qū)別，可以簡單地分為無源/有源晶振. 晶體（諧振器,crystal,resonator）：如49U,49S,UM-1,UM-5.-無源 晶振（振蕩器,oscillator:如XO,VCXO,TCXO,OCXO.-有源 石英晶片之所以能當(dāng)為振蕩器使用，是基于它的壓電效應(yīng)：在晶片的兩個極上加一電場，會使晶體產(chǎn)生機(jī)械變形；在石英晶片上加上交變電壓，晶體就會產(chǎn)生機(jī)械振動，同時機(jī)械變形振動又會產(chǎn)生交變電場，雖然這種交變電場的電壓極其微弱，但其振動頻率是十分穩(wěn)定的。當(dāng)外加交變電壓的頻率與晶片的固有頻率(由晶片的尺寸和形狀決定相等時，機(jī)械振動的幅度將急劇增加，這種現(xiàn)象稱為“壓電諧振”。 壓電諧振狀態(tài)的建立和維持都必須借助于振蕩器電路才能實(shí)現(xiàn)。圖3是一個串聯(lián)型振蕩器，晶體管T1和T2構(gòu)成的兩級放大器，石英晶體XT與電容C2構(gòu)成LC電路。在這個電路中，石英晶體相當(dāng)于一個電感，C2為可變電容器，調(diào)節(jié)其容量即可使電路進(jìn)入諧振狀態(tài)。該振蕩器供電電壓為5V，輸出波形為方波。 在電子學(xué)上，通常將含有晶體管元件的電路稱作“有源電路”（如有源音箱、有源濾波器等），而僅由阻容元件組成的電路稱作“無源電路”。電腦中的晶體振蕩器也分為無源晶振和有源晶振兩種