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初学者入门须知:晶体以及振荡器之间的不同之处

来源:http://www.dgkjly.com 作者:帝国科技 2020年10月08
  初学者入门须知:晶体以及振荡器之间的不同之处
  这个小长假着实有点长,国庆中秋一起放,如今假期余额已经显示不足;在放假期间也比较轻松,所以小编闲来无事就整理了一下一些有关石英晶振方面的基础知识,在巩固自身的同时也能够为需要的朋友略尽绵薄之力;今天就浅谈一下石英晶振(晶体)和振荡器之间的不同之处.
  无源晶体--无源晶体需要用DSP片内的振荡器,在datasheet上有建议的连接方法.无源晶体没有电压的问题,信号电平是可变的,也就是说是根据起振电路来决定的,同样的石英晶振晶体可以适用于多种电压,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,因此对于一般的应用如果条件许可建议用晶体,这尤其适合于产品线丰富批量大的生产者.无源晶体相对于晶振而言其缺陷是信号质量较差,通常需要精确匹配外围电路(用于信号匹配的电容、电感、电阻等),更换不同频率的晶体时周边配置电路需要做相应的调整.建议采用精度较高的石英晶体,尽可能不要采用精度低的陶瓷晶振.
  普通压电无源石英晶体是一种无极性元件,晶体内部本身只有经过加工的单一石英晶片,英文单词叫做(Quartzcrystal)需要借助设计的电路才能产生振荡信号,单晶振本身是无非发生振荡的,插件的一般常规都是二个脚,当然也会有三个脚的,中间那个脚一般用来接地,当然随着科技的发展,后来有了四个脚的普通贴片石英晶体谐振器,四个脚其实只要二个脚才是真正通电工作的,剩余两个脚一个是悬空,一个是可以用来接地(可接可不接).无源晶振通常分为石英晶体和陶瓷晶振,均有插件式以及贴片式,这在我们之前的文章中都有提到过的,详情可以登入亿金官网查询了解.
  有源晶振--有源晶振相较于无源晶振是不需要DSP的内部振荡器,信号质量好,比较稳定,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.有源晶振通常的用法:一脚悬空,二脚接地,三脚接输出,四脚接电压.相对于无源晶体,有源石英晶体振荡器的缺陷是其信号电平是固定的,需要选择好合适输出电平,灵活性较差,而且价格高.对于时序要求敏感的应用,个人认为还是有源的晶振好,因为可以选用比较精密的晶振,甚至是高档的温度补偿晶振.有些DSP内部没有起振电路,只能使用有源的晶振,如TI的6000系列等.有源晶振相比于无源晶体通常体积较大,但现在许多有源晶振是表贴的,体积和晶体相当,有的甚至比许多晶体还要小.总体来说晶振的稳定度等方面好于晶体,尤其是精密测量等领域,绝大多数用的都是高档的贴片晶振,这样就可以把各种补偿技术集成在一起,减少了设计的复杂性.
  有源石英晶体振荡器是最少拥有4个脚的产品,四个脚的用途是:一脚悬空,二脚接地,三脚接输出,四脚接电压,电压也有分为以下几种,1.8V-2.5V-3V-3.3V-3.8V-5V等电压,振荡器内部本身除了有加工过的压电石英晶片外,还有有源振荡器IC,以及电阻两颗,电容两颗,有些会有一颗三级稳压管等原件,插件的外观体积比较大,但是随着现在的科技发展,有源晶振体积也从最初的超大体积20mmX11mm,7mmX5mm到现在的2.5mmX2.0mm,2.0X1.6mm的小尺寸,有源晶振的英文单词简称为(Quartz crystal oscillator).常用封装有:7050晶振,6053晶振,5032晶振,3225晶振,2520晶振,2016晶振,1612晶振等.
  有源晶振也称之为石英晶体振荡器,是由品质因素极高的石英晶体振子(即谐振器和振荡电路组成.晶体的品质、切割取向、晶体振子的结构及电路形式等,共同决定振荡器的性能.石英晶体振荡器分为:普通石英晶体振荡(SPXO),电压控制式晶体振荡器(VCXO压控晶振),温度补偿式晶体振荡(TCXO温补晶振),压控温补式晶体振荡器(VC-TCXO压控温补晶振),恒温控制式晶体振荡(OCXO恒温晶振).
  是的,通俗的讲无源晶振就是不带电压源的,而有源晶振即是带有电压源的;从本质上来看,两者的起振方式完全不同;从应用领域来看,无源晶振大多应用于常见且要求不高的产品之上,而有源晶振因其性能的缘故多用于要求较高的产品上,如通信设备等,但这也并非是绝对的,只是一般情况下是如此,比如车载方面,虽然要求非常高,但是也有很多无源晶振能够使用,这些无源晶振普遍都有一个特点,那就是耐高温且稳定性优良,这是各厂家针对车载特别开发的产品.

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