有源晶振和无源晶振区别.docx

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1、有源晶振和无源晶振区别有源晶振和无源晶振区别晶振主要是为电路提供频率基准的元器件。有源晶振和无源晶振区别1.无源晶振与有源晶振的英文名称不同，无源晶振为crystal晶体，而有源晶振则叫做oscillator振荡器。2.无源晶振是有2个引脚的无极性元件，需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，本身无法振荡起来3.有源晶振有4只引脚，是一个完好的振荡器，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件有源晶振是右石英晶体组成的,石英晶片之所以能当为振荡器使用，是基于它的压电效应：在晶片的两个极上加一电场，会使晶体产生机械变形；在石英晶片上加上交变电压，晶体就会产生机械振动，同机会械变形振动又会产生交变电场，

2、固然这种交变电场的电压极其微弱，但其振动频率是特别稳定的。当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(由晶片的尺寸和形状决定)相等时，机械振动的幅度将急剧增加，这种现象称为“压电谐振。主要看你应用到的电路，假如有时钟电路，就用无源，否则就用有源无源晶体需要用DSP片内的振荡器，无源晶体没有电压的问题，信号电平是可变的，也就是讲是根据起振电路来决定的，无源的要和其他元件才能组成正常的振荡电路,同样的晶体能够适用于多种电压，可用于多种不同时钟信号电压要求的DSP，而且价格通常也较低，因而对于一般的应用假如条件许可建议用晶体，这尤其合适于产品线丰富批量大的生产者有源晶振不需要DSP的内部振荡器，信号质量好

3、，比拟稳定，而且连接方式相对简单主要是做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可，不需要复杂的配置电路能够用万用表测量晶振两个引脚电压能否是芯片工作电压的一半，比方工作电压是5V则能否是2.5V左右。另外假如用镊子碰晶体另外一个脚，这个电压有明显变化，证实是起振了的晶体的谐振形式晶体具有两种谐振形式：串联(两个频率中的低频率)和并联(反谐振，两个频率中的高频率)。所有在振荡电路中呈现纯阻性时的晶体都表现出两种谐振形式。在串联谐振形式中，动态电容的容抗Cm、感抗Lm相等且极性相反，阻抗最小。在反谐振点。阻抗却是最大的，电流是最小的。在振荡器应用

4、中不使用反谐振点。通过添加外部元件(通常是电容)，石英晶体可振荡在串联与反谐振频率之间的任何频率上。在晶体工业中，这就是并联频率或者并联形式。这个频率高于串联谐振频率低于晶体真正的并联谐振频率(反谐振点)。在使用并联谐振形式时负载电容是晶体一个重要的指标。在该形式当中，晶体的总电抗呈现感性，与振荡器的负载电容并联，构成了LC谐振回路，决定了振荡器的频率。当负载电容值改变后，输出频率也随之改变。因此，晶体的生产商必须知道振荡器电路中的负载电容，这样能够在工厂中使用同样的负载电容来校准。假如使用谐振在不同的负载电容上的晶体，那么晶体频率将偏离额定的工作频率，这样参考频率将引入误差。因此，需要添加外

5、部电容，改变负载电容，使晶体重新振荡到需要的工作频率上。晶振上的电阻晶振输入输出连接的电阻作用是产生负反应，保证放大器工作在高增益的线性区，一般在M欧级，输出端的电阻与负载电容组成网络，提供180度相移，同时起到限流的作用，防止反向器输出对晶振过驱动，损坏晶振。和晶振串联的电阻常用来预防晶振被过分驱动。晶振过分驱动的后果是将逐步损耗减少晶振的接触电镀，这将引起频率的上升，并导致晶振的早期失效，又能够讲drivelevel调整用。用来调整drivelevel和发振余裕度。Xin和Xout的内部一般是一个施密特反相器,反相器是不能驱动晶体震荡的.因而,在反相器的两端并联一个电阻,由电阻完成将输出的

6、信号反向180度反应到输入端构成负反应,构成负反应放大电路.晶体并在电阻上,电阻与晶体的等效阻抗是并联关系,本人想一下是电阻大还是电阻小对晶体的阻抗影响小大?电阻的作用是将电路内部的反向器加一个反应回路，构成放大器，当晶体并在其中会使反应回路的沟通等效根据晶体频率谐振，由于晶体的Q值非常高，因而电阻在很大的范围变化都不会影响输出频率。过去，曾经试验此电路的稳定性时，试过从100K20M都能够正常启振，但会影响脉宽比的。晶体的Q值非常高,Q值是什么意思呢？晶体的串联等效阻抗是Ze=Re+jXe,Re条件，在工作时知足这个条件，振荡频率才与标称值一致。一般来讲，有低负载电容串联谐振晶体，高负载电容

7、并联谐振晶体之分。在电路上的特征为：晶振串一只电容跨接在IC两只脚上的，则为串联谐振型；一只脚接IC，一只脚接地的，则为并联型。如确实没有原型号，需要代用的可采取串联谐振型电路上的电容再并一个电容，并联谐振电路上串一只电容的措施。例如：4.433MHz晶振,并一只3300PF电容或串一只70P的微调电容。常见的晶振大多是二只脚，3脚的晶振是一种集晶振和电容为一体的复合元件。由于在集成电路振荡端子外围电路中总是以一个晶振或其它谐振元件和两个电容组成回路，为便于简化电路及工艺，人们便研制生产了这种复合件。其3个引脚中，中间的1个脚通常是2个电容连接一起的公共端，另外2个引脚即为晶振两端，也是两个电

8、容各自与晶振连接的两端。由此可见，这种复合件可用一个同频率晶振和两个100200pF的瓷片电容按常规连接后直接予以代换。单片机晶振旁的2个电容是晶体的匹配电容，只要在外部所接电容为匹配电容的情况下，振荡频率才能保证在标称频率附近的误差范围内。最好根据所提供的数据来，假如没有，一般是30pF左右。太小了不容易起振。在某些情况下，可以以通过调整这两个电容的大小来微调振荡频率，当然可调范围一般在10ppm量级。晶振等效于电感/电容/内阻注：晶振的稳定性是产品的内在品质，与匹配电容无关当然电容的稳定性不好是另一个问题。匹配电容决定了晶振的运行精度。在晶振的产品参数中，有一项是负载电容CL，匹配电容的选

9、择与它有关。例如你选的两个匹配电容都是20p，电路衍生电容为2.5p，则有CL=2020/(20+20)+2.5=12.5p。你应选CL为12.5p的晶振。几点注意事项：1、需要倍频的DSP需要配置好PLL周边配置电路，主要是隔离和滤波；2、20MHz下面的晶体晶振基本上都是基频的器件，稳定度好，20MHz以上的大多是谐波的如3次谐波、5次谐波等等，稳定度差，因而强烈建议使用低频的器件，毕竟倍频用的PLL电路需要的周边配置主要是电容、电阻、电感，其稳定度和价格方面远远好于晶体晶振器件；3、时钟信号走线长度尽可能短，线宽尽可能大，与其它印制线间距尽可能大，紧靠器件布局布线，必要时能够走内层，以及

10、用地线包围；4、通过背板从外部引入时钟信号时有特殊的设计要求，需要具体参考相关的资料。此外还要做一些讲明：总体来讲晶振的稳定度等方面好于晶体，尤其是精细测量等领域，绝大多数用的都是高档的晶振，这样就能够把各种补偿技术集成在一起，减少了设计的复杂性。试想，假如采用晶体，然后本人设计波形整形、抗干扰、温度补偿，那样的话设计的复杂性将是什么样的呢？我们这里设计射频电路等对时钟要求高的场合，就是采用高精度温补晶振的，工业级的要好几百元一个。特殊领域的应用假如找不到适宜的晶振，也就是讲设计的复杂性超出了市场上成品晶振水平，就必须本人设计了，这种情况下就要选用晶体了，不过这些晶体肯定不是市场上的普通晶体，而是特殊的高端晶体，如红宝石晶体等等。更高要求的领域情况更特殊，我们这里在高精度测试时采用的时钟甚至是原子钟、铷钟等设备提供的，通过专用的射频接插件连接，是个大型设备，相当笨重。单片机上的晶振和电容晶振边上的两个电容是旁路电容，作用就是为了减少电磁干扰的，要使他们尽量靠近单片机