有源晶振
无源晶体与有源晶振的区别及用法
无源晶体与有源晶振的区别及用法、 1、有源晶振(Oscillator)有4只引脚,是一个完整的振荡器,其中除了石英晶体外,还有晶体管和阻容元件。
其次有源晶振,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。
其型号也纵比较多,而且每一种型号的引脚定义都有所不同,接发也不同,一般有个点标记的为1脚,按逆时针(管脚向下)分别为2、3、4。
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,有源晶振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。
21ic基础知识几点注意事项: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以下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,因此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,必要时可以走内层,以及用地线包围;4)、通过背板从外部引入时钟信号时有特殊的设计要求,需要详细参考相关的资料。
此外还要做一些说明: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。
试想,如果采用晶体,然后自己设计波形整形、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。
有源晶振的原理和应用
有源晶振的原理和应用晶振的基本原理有源晶振是一种电子元件,它能够产生稳定的振荡信号。
晶振的基本原理是利用压电效应,即当压电晶体受到力作用时,会产生电荷,并产生电场。
这个电场会对晶体的形状产生力的变化,从而使晶体发生变形。
当外界力消失时,晶体又恢复到原来的状态,这种来自于晶体内部的力的恢复运动会导致晶体振动,产生稳定的信号。
有源晶振的应用有源晶振在电子产品中有着广泛的应用,主要用于时钟信号的产生和同步。
以下是一些常见的应用场景:1. 微控制器和处理器在微控制器和处理器中,有源晶振常被用作系统时钟的源。
它能提供稳定、精确的时钟信号,保证系统的运行稳定性和时序准确性。
2. 通信设备有源晶振也广泛应用于通信设备中。
例如,手机、无线路由器、通信基站等设备都需要有源晶振来提供稳定的时钟信号,保证数据的传输速率和精度。
3. 数字电视和音频设备在数字电视和音频设备中,有源晶振用于提供视频和音频信号的同步时钟。
它能够确保图像和音频的同步播放,提供优质的用户体验。
4. 医疗设备在医疗设备中,有源晶振被用于产生精确的时钟信号,以控制设备的工作。
例如,心电图仪、血压监测器等设备均需要有源晶振来提供准确的时间参考。
5. 汽车电子产品在汽车电子产品中,有源晶振也扮演着重要的角色。
例如,汽车音响、导航系统、车载通信设备等都需要有源晶振来提供稳定的时钟信号。
有源晶振在以上这些应用场景中发挥着重要的作用,保证系统稳定性、数据传输的准确性和设备正常工作。
随着科技的不断发展,有源晶振的应用范围还将进一步拓展。
总结有源晶振是一种能够产生稳定振荡信号的电子元件,其基本原理是利用压电效应。
在电子产品中,有源晶振被广泛应用于系统时钟的产生和同步、通信设备、数字电视和音频设备、医疗设备以及汽车电子产品等领域。
它的应用保证了系统的稳定性和时序准确性,提供了优质的用户体验。
随着科技的发展,有源晶振在更多领域的应用将会被探索和发现。
以上是有源晶振的基本原理和应用的介绍,希望对你的理解有所帮助。
有源晶振典型电路
有源晶振典型电路
有源晶振典型电路是一种常见的电子元件,用于提供稳定的时钟信号或振荡信号给其他电路使用。
它被广泛应用于许多电子设备中,如计算机、手机、电视等。
本文将介绍有源晶振典型电路的工作原理和应用。
有源晶振典型电路由晶振、放大器和反馈电路组成。
晶振是一个压电振荡器,通过其内部的石英晶体产生稳定的振荡信号。
放大器将晶振输出的微弱信号放大到足够的幅度,以便它可以被其他电路正确识别和使用。
反馈电路则用于保持晶振输出信号的稳定性和准确性。
有源晶振典型电路的工作原理是这样的:晶振通过晶体的压电效应将电能转换为机械振动,然后通过放大器放大振动信号,并通过反馈电路将一部分放大后的信号再次输入到晶体上。
晶体对这个反馈信号作出响应,继续振荡并产生更稳定的振荡信号。
这种反馈机制使得晶振能够产生高度稳定的振荡信号。
有源晶振典型电路的应用非常广泛。
在计算机中,它用于提供CPU 和其他关键组件的时钟信号,确保它们能够同步工作,并保证计算机的稳定性和性能。
在手机和电视等消费电子产品中,它用于控制显示屏的刷新率和音频信号的处理。
此外,有源晶振典型电路还可以用于无线通信系统、测量设备、工业自动化等领域。
有源晶振典型电路是一种重要的电子元件,它通过晶振、放大器和反馈电路的组合工作原理,能够提供稳定的时钟信号或振荡信号给其他电路使用。
它的应用非常广泛,涵盖了计算机、手机、电视等各个领域。
有源晶振典型电路的稳定性和准确性对于电子设备的正常运行和性能至关重要。
无源晶振和有源晶振的测试方法
无源晶振和有源晶振的测试方法无源晶振和有源晶振是电子设备中常见的元器件,它们在电子系统中起着关键的作用。
为了确保它们的正常工作和精确性,需要对它们进行测试和验证。
本文将介绍无源晶振和有源晶振的测试方法。
一、无源晶振的测试方法无源晶振是没有内部放大器的晶振,它需要外部的放大器来驱动。
无源晶振的测试方法主要包括以下几个步骤:1. 测试频率范围:首先,确定无源晶振的工作频率范围。
可以使用频谱分析仪或信号发生器来进行测试,逐渐改变频率,观察晶振的输出是否稳定,并记录下频率范围。
2. 测试振幅:将晶振的输出连接到示波器上,观察波形的幅值是否符合要求。
可以通过改变晶振的电源电压来调整振幅。
3. 测试相位噪声:使用频谱分析仪来测试晶振的相位噪声。
相位噪声是指晶振输出信号的相位变化对应于频率变化的度量,它反映了晶振的稳定性。
二、有源晶振的测试方法有源晶振是具有内部放大器的晶振,它可以直接输出信号。
有源晶振的测试方法主要包括以下几个步骤:1. 测试频率精度:使用频率计来测试有源晶振的输出频率,观察其是否与规格书上的频率一致。
可以通过改变晶振的电源电压来调整频率。
2. 测试输出功率:将晶振的输出连接到示波器上,观察波形的幅值是否符合要求。
可以通过改变晶振的电源电压来调整输出功率。
3. 测试谐波失真:使用频谱分析仪来测试晶振的谐波失真。
谐波失真是指晶振输出信号中含有的非基波频率成分的幅值与基波频率成分的幅值之比,它反映了晶振的线性度。
总结:通过对无源晶振和有源晶振的测试,可以验证它们的性能和可靠性。
无源晶振的测试主要包括频率范围、振幅和相位噪声的测试,而有源晶振的测试主要包括频率精度、输出功率和谐波失真的测试。
这些测试方法可以帮助工程师们确保晶振在电子系统中的正常工作和精确性。
有源晶振介绍
有源晶振介绍什么是有源晶振?有源晶振(Active Crystal Oscillator)是一种以晶体振荡器为核心的电子元器件,可用于时钟电路、不稳定震荡电路等等。
晶振作为一种精密的稳频振荡器,被广泛应用于各种电子产品中。
而有源晶振则相对于无源晶振,在输出信号上进行了放大和整形,能够提高输出稳定性和减少抖动。
有源晶振工作原理有源晶振的工作原理基于晶体振荡器的特性。
晶体材料具有压电效应,即当一个物体上的压力改变时,物体内部会产生电荷,从而形成电场。
在晶体振荡器中,晶体芯片具有两个针脚,分别用于连接外部电路。
当外部电路施加正极和负极电势差时,会在晶体中形成压电场,从而使晶体中的结构大量振动,不断衰减,形成一个稳定的频率输出信号。
有源晶振中添加放大器电路,使得振荡器输出振幅比无源晶振更高,频率稳定性更好。
同时,通过使用多频段补偿技术和自动校准技术等手段,有源晶振还可以提高长期稳定性和温度稳定性等方面的性能。
有源晶振的应用现今,有源晶振应用广泛,其主要应用场合包括:1. 时钟电路时钟电路是计算机、通信、工业自动化等领域中广泛使用的一种时序控制电路,由有源晶振和计时器组成。
有源晶振作为时钟电路的核心,具有输出稳定性高、频率精度高等特点,可广泛使用于各种计算机和通信设备中。
2. 无线电设备无线电设备中需要使用频率高精度的振荡器作为调制解调器,从而实现对无线电波的调制解调。
而有源晶振由于其频率稳定性高、输出幅度大等特点,成为了无线电设备中不可或缺的一部分,如手机、对讲机等设备正是使用了有源晶振。
3. 工业自动化系统工业自动化系统中,有源晶振可用于基于PLL锁相环调制的数模转换器中,以及用于芯片时钟生成器等场合。
总结有源晶振作为现代电子产品中不可或缺的一部分,与各种电子产品的质量和性能有着密切的联系。
它的出现和发展,不仅是科技的重大成果,更是电子实现高频率、大规模、高性能化的关键因素之一。
什么是有源晶振
简单的说,带有电压的晶体称为有源晶振也叫振荡器。
与无源晶振比起来,有源晶振里面除了石英晶体外还有晶体管和阻容元件,它不需要DSP的内部振荡,也不需要复杂的配质电路使用一个电容和电感构成PI型滤波网络。
通电后直接输出信号,有源晶振在稳定性上要胜过无源晶振,但也有自身小小的缺陷,有源晶振的信号电平是固定,所以需要选择好合适输出电平,灵活性较差。
脚位一般以4个脚6个脚居多。
有源晶振一般接法:一脚悬空,二脚接地,三脚接输出,四脚接电压.在晶片的两个极上加一个电场,会使晶体产生机械变形又会产生交变电场,这种交变电场的电压虽然很弱,但是足以让晶片起震,输出稳定的信号,并且震动稳定。
现在很多元件都开始小型化,薄片化但是有些内部没有起振电路这类产品只能使用有源的晶振了,如医疗设备,卫星,音箱,冰箱,微波炉等等.。
有源晶振 同步
有源晶振同步
有源晶振的同步是一个重要的概念,它涉及到了时钟信号的准确性和稳定性。
以下是有关有源晶振同步的详细介绍:
有源晶振,又称为振荡器,是一种能够产生稳定频率的电子器件。
在许多应用中,需要用到高精度、高稳定的时钟信号,而有源晶振正是为此而设计的。
同步是时钟信号的一个重要特性。
在许多系统中,需要多个设备或模块之间保持时钟信号的同步,以确保数据传输和处理的正确性和一致性。
有源晶振可以通过一些技术来实现同步。
一种常见的方法是使用时间戳。
在分布式系统中,每个设备都有一个本地时钟。
为了保持时钟信号的同步,设备之间会交换时间戳,并根据时间戳的差异来调整自己的时钟。
这种方法需要设备之间能够实时地交换时间戳,并且对时间戳的精度要求较高。
另一种方法是使用主从模式。
在这种模式下,有一个主设备负责产生高精度、高稳定的时钟信号,并将其传输给其他从设备。
从设备接收到时钟信号后,会根据自己的需要对其进行调整,以实现与主设备之间的同步。
这种方法需要在主设备和从设备之间建立可靠的时钟信号传输机制。
此外,还有一些其他的方法和技术可以用于实现有源晶振的同步,例如使用高精度的频率测量和校准技术、利用全球定位系统(GPS)等外部时间源等。
总的来说,有源晶振的同步是一个复杂的过程,需要综合考虑系统的需求、设备的性能和实际的应用场景。
随着技术的不断发展,相信未来会有更多高效、稳定的方法和技术用于实现有源晶振的同步。
有源晶振典型电路
有源晶振典型电路
有源晶振是一种常见的电路元件,用于产生稳定的振荡信号。
它由晶体振荡器和放大器组成,可以提供较高的输出功率和频率稳定性。
晶振电路的基本结构包括晶体振荡器和放大器。
晶体振荡器是通过晶体的谐振特性来产生稳定的振荡信号的。
晶体振荡器一般由晶体谐振器、电容和电感等元件组成。
晶体谐振器是晶振电路的核心部分,它通过谐振来产生稳定的振荡信号。
一般情况下,晶体振荡器采用石英晶体作为谐振元件,因为石英晶体具有较高的谐振频率稳定性。
晶振电路的放大器部分主要是为了增强振荡信号的幅度和驱动能力。
放大器可以采用晶体管、集成电路等元件实现。
放大器的作用是将来自晶体振荡器的弱信号放大到足够的幅度,以供后续电路使用。
有源晶振电路的优点是具有较高的振荡频率稳定性和较大的输出功率。
它可以广泛应用于各种电子设备中,如电视机、手机、计算机等。
有源晶振电路的稳定性和可靠性对设备的正常工作非常重要。
有源晶振电路是一种常见的电路元件,用于产生稳定的振荡信号。
它由晶体振荡器和放大器组成,具有较高的频率稳定性和输出功率。
有源晶振电路在电子设备中起着重要的作用,保证设备的正常工作。
有源晶振有源晶振引脚定义讲解学习
有源晶振有源晶振引
脚定义
有源晶振引脚图,有源晶振引脚定义在电子学上,通常将含有晶体管元件的电路称作“有源电路”(如有源音箱、有源滤波器等),而仅由阻容元件组成的电路称作“无源电路”。
电脑中的晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。
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)。
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,自身无法振荡起来,所以“无源晶振”这个说法并不准确;有源晶振有4只引脚,是一个完整的振荡器,其中除了石英晶体外,还有晶体管和阻容元件,因此体积较大。
石英晶体振荡器的频率稳定度可达10^-9/日,甚至10^-11。
例如10MHz的振荡器,频率在一日之内的变化一般不大于0.1Hz。
因此,完全可以将晶体振荡器视为恒定的基准频率源(石英表、电子表中都是利用石英晶体来做计时的基准频率)。
从PC诞生至现在,主板上一直都使用一颗14.318MHz 的石英晶体振荡器作为基准频率源。
有源晶振引脚图,有源晶振引脚定义
有标记的那一端为1脚,然后逆时针1.2.3.4依次分布
对应的PCB封装图
贴片有源晶振封装 (含PCB和原理图封装)。
很全的晶振知识
无源晶振无源晶振与与有源晶振无源晶振无源晶振((Crystal :):内只有一片按一定轴向切割的石英晶体薄片内只有一片按一定轴向切割的石英晶体薄片内只有一片按一定轴向切割的石英晶体薄片,,供接入运放供接入运放((或微处理器的Xtal 端)以形成振荡以形成振荡。
((依靠配合其他依靠配合其他IC 内部振荡电路工作内部振荡电路工作))有源晶振有源晶振((Oscillator )::内带运放内带运放内带运放,,工作在最佳状态工作在最佳状态,,送入电源后送入电源后,,可直接输出一定频率的等可直接输出一定频率的等幅幅正弦波(。
(晶振晶振+振动电路振动电路,,封装在一起封装在一起,,加上电源加上电源,,就有波形输出就有波形输出))※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,自身无法振荡起来无源晶振需要用微处理器片内的振荡器,在datasheet 上有建议的连接方法。
无源晶振没有电压的问题,信号电平是可变的,也就是说是根据起振电路来决定的,同样的晶振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微处理器,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。
无源晶振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。
使用时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体。
※有源晶振有4只引脚,是一个完整的振荡器,里面除了石英晶体外,还有晶体管和阻容元件 。
有源晶振不需要微处理器的内部振荡器,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。
相对于无源晶体,有源晶振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,价格相对较高。
晶振有源和无源的区别
晶振有源和无源的区别
无源晶振有2个引脚,需要借助于外部的时钟电路(接到主IC内部的震荡电路)才能产生振荡信号,自身无法振荡.
有源晶振有4个引脚,是一个完整的振荡器,其中除了石英晶体外,还有晶体管和阻容元件.只需要电源,就可输出比较好的波形.
有源晶振只是将无源晶体和振荡电路做到一起
晶振行业内一般不以有源无源来分类晶振,一般是客户端工程师才这么叫。
客户端工程师所说的晶振,其实是包括晶体(谐振器)和晶体振荡器(振荡器)的统称。
晶体是依靠石英晶体的天然振荡出频率,而晶振借助补偿电路及其它补偿功能实现更好的输出频率。
所以,如果单纯从有无接电路区别,可以简单地分为无源/有源晶振.
晶体(谐振器,crystal,resonator):如49U,49S,UM-1,UM-5.-----无源
晶振(振荡器,oscillator):如XO,VCXO,TCXO,OCXO.-----------------有源
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,同时机械变形振动又会产生交变电场,虽然这种交变电场的电压极其微弱,但其振动频率是十分稳定的。
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。
压电谐振状态的建立和维持都必须借助于振荡器电路才能实现。
图3是一个串联型振荡器,晶体管T1和T2构成的两级放大器,石英晶体XT与电容C2 构成LC电路。
在这个电路中,石英晶体相当于一个电感,C2为可变电容器,。
有源晶振 内部电路
有源晶振内部电路有源晶振是一种常见的电子元件,它在许多电子设备中起着重要的作用。
内部电路是有源晶振的核心组成部分,它决定了晶振的性能和稳定性。
本文将详细介绍有源晶振的内部电路结构和工作原理。
有源晶振的内部电路主要由晶振芯片、集成电路和外围电路组成。
晶振芯片是整个有源晶振的核心部件,它由晶体谐振器和放大器组成。
晶体谐振器是晶振的振荡元件,它由一个压电晶体和与之相连的电容器构成。
当外部施加电压或电场时,晶体谐振器会产生振荡,产生稳定的频率。
晶体谐振器振荡的信号需要经过放大器进行增益,以保证信号的强度和稳定性。
放大器通常采用集成电路来实现,集成电路中包含了放大器的各种功能电路,如差分放大器、放大器控制电路等。
通过集成电路的设计和优化,可以提高晶振的性能和稳定性。
在有源晶振的外围电路中,还包括了供电电路、滤波电路和调整电路。
供电电路主要负责为晶振芯片和集成电路提供稳定的电压和电流。
滤波电路用于滤除噪声和干扰,保证晶振的信号纯净和稳定。
调整电路则用于调整晶振的频率和相位,以满足不同应用的需求。
有源晶振的内部电路结构和工作原理决定了它的性能和稳定性。
首先,晶体谐振器的振荡频率取决于晶体的物理特性和电路的参数。
通过选择合适的晶体和电路设计,可以实现不同频率范围的晶振。
其次,放大器的增益和稳定性影响着晶振信号的强度和稳定性。
通过优化放大器的设计和控制电路,可以提高晶振的性能和稳定性。
有源晶振的内部电路还需要考虑供电电路、滤波电路和调整电路的设计。
供电电路需要提供稳定的电压和电流,以保证晶振芯片和集成电路的正常工作。
滤波电路可以滤除噪声和干扰,净化晶振信号。
调整电路则可以实现晶振频率和相位的调节,以满足不同应用的需求。
有源晶振的内部电路是保证其性能和稳定性的关键因素。
晶振芯片、集成电路和外围电路相互配合,共同实现晶振的正常工作。
通过合理的设计和优化,可以提高晶振的性能和稳定性,满足不同应用的需求。
有源晶振在电子设备中有着广泛的应用,对于提高设备的性能和稳定性具有重要意义。
有源晶振与无源晶振
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,同时机械变形振动又会产生交变电场,虽然这种交变电场的电压极其微弱,但其振动频率是十分稳定的。
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”。
压电谐振状态的建立和维持都必须借助于振荡器电路才能实现。
图3是一个串联型振荡器,晶体管T1和T2构成的两级放大器,石英晶体XT与电容C2构成LC电路。
在这个电路中,石英晶体相当于一个电感,C2为可变电容器,调节其容量即可使电路进入谐振状态。
该振荡器供电电压为5V,输出波形为方波。
有源晶体振荡器有源晶振与无源晶振在电子学上,通常将含有晶体管元件的电路称作“有源电路”(如有源音箱、有源滤波器等),而仅由阻容元件组成的电路称作“无源电路”。
电脑中的晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。
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)。
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,自身无法振荡起来,所以“无源晶振”这个说法并不准确;有源晶振有4只引脚,是一个完整的振荡器,其中除了石英晶体外,还有晶体管和阻容元件,因此体积较大。
石英晶体振荡器的频率稳定度可达10^-9/日,甚至10^-11。
例如10MHz的振荡器,频率在一日之内的变化一般不大于0.1Hz。
因此,完全可以将晶体振荡器视为恒定的基准频率源(石英表、电子表中都是利用石英晶体来做计时的基准频率)。
从PC诞生至现在,主板上一直都使用一颗14.318MHz的石英晶体振荡器作为基准频率源。
至于始终沿用14.318MHz这个频率的原因,或许是保持兼容性的需要吧。
但是,笔者在显卡、闪存盘和手机中也发现了14.318MHz的晶振,就不知道是什么原因了。
有源晶振分类
有源晶振分类
有源晶振主要分为以下几类:
1.普通有源晶振:这是一种简单的晶体振荡器,通常称为钟振,完全是由晶体的自由振荡完成。
这类晶振主要应用于稳定度要求不高的场合。
2.温补晶振:其对温度稳定性的解决方案采用了一些温度补偿手段,主要原理是通过感应环境温度,将温度信息做适当变换后控制温度补偿电路晶振的输出频率,达到稳定输出频率的效果。
3.压控晶振:根据晶振是否带压控功能来分类,可通过在振荡回路中引入一个可调元件,来实现振荡频率随压控电压调节的功能。
除以上三种类型之外,还有恒温控制式晶体振荡器(OCXO)等类型。
有源晶振 工作原理
有源晶振工作原理
有源晶振,又称为晶体振荡器,是一种主动元件,用于产生高精度的时钟信号。
其工作原理如下:
1. 晶振由晶体谐振而形成,晶体通常采用石英晶体。
晶体具有特殊的谐振特性,能够在一定频率范围内产生共振,即在输入一定电压后输出相同频率的振荡信号。
2. 有源晶振由振荡器和放大器两部分组成。
振荡器部分由晶体振荡回路和电容电阻网络构成,通过反馈调节使晶体处于共振状态。
放大器部分用于放大振荡信号,以提供足够的输出。
3. 当外加电压施加到有源晶振上时,晶体开始振荡,并在振荡回路中形成电场。
由于晶体具有振荡特性,会在回路中输出一定频率的振荡信号。
4. 接下来,放大器会接收并放大振荡信号,使其达到适当的输出电压水平。
输出的振荡信号可以作为时钟信号,用于驱动其他电路的运行。
总结:有源晶振通过晶体振荡回路和放大器,使晶体串联谐振工作并输出稳定的振荡信号。
这种振荡信号可以作为精确的时钟信号,在许多电子设备和系统中广泛应用。
有源晶振与无源晶振的区别
有源晶振与无源晶振的比较英文名称:Crystal 无源晶体 Oscillator 有源晶体基本原理: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,同时机械变形振动又会产生交变电场,虽然这种交变电场的电压极其微弱,但其振动频率是十分稳定的。
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”。
压电谐振状态的建立和维持都必须借助于振荡器电路才能实现。
图1是一个串联型振荡器,晶体管T1和T2构成的两级放大器,石英晶体XT与电容C2构成LC电路。
在这个电路中,石英晶体相当于一个电感,C2为可变电容器,调节其容量即可使电路进入谐振状态。
该振荡器供电电压为5V,输出波形为方波。
图1 串联振荡器简单比较:无源晶振内只有一片按一定轴向切割的石英晶体薄片,供接入运放(或微处理器的XTAL 端)以形成振荡.有源晶振内带运放,工作在最佳状态,送入电源后,可直接输出一定频率的等幅正弦波,一般至少有4引脚,体积稍大.详细区别:1、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警惕。
2、有源晶振——有源晶振不需要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。
有源晶振与无源晶振的原理结构及用法
有源晶振与⽆源晶振的原理结构及⽤法⼀、有源晶振与⽆源晶振的⽐较⽆源晶振:就是⼀个晶体,本⾝不能振荡,依靠配合其他IC内部振荡电路⼯作。
有源晶振:晶体+振荡电路,封装在⼀起。
给他供上电源,就有波形输出。
1、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警惕。
2、有源晶振——有源晶振不需要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,有源晶振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。
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以下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,因此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,必要时可以⾛内层,以及⽤地线包围;4、通过背板从外部引⼊时钟信号时有特殊的设计要求,需要详细参考相关的资料。
有源无源的晶振原理
有源无源的晶振原理
晶振是一种利用晶体的谐振特性产生稳定的时钟信号的器件。
根据驱动方式的不同,晶振可以分为有源晶振和无源晶振。
有源晶振是指需要外部电源进行驱动的晶振。
其工作原理是:外部电源提供了激励电压,使晶体产生振荡,并通过谐振电路将振荡信号放大和滤波后输出。
有源晶振通常具有较高的输出信号功率和较高的频率稳定性,适用于对频率稳定性要求较高的应用。
无源晶振是指不需要外部电源进行驱动的晶振。
其工作原理是:晶体自身的谐振特性使其具有自激振荡的能力。
晶振中的晶体在电场的作用下发生位移,由于其特殊结构和电性质,产生机械振动,而这种机械振动又会导致电场的变化,从而达到自激振荡的效果。
无源晶振通常具有较低的输出信号功率和较低的频率稳定性,适用于对成本要求较高的应用。
无论是有源晶振还是无源晶振,其核心部件都是晶体,利用晶体谐振的特性实现稳定的时钟信号的产生。
不同的晶体材料和结构设计都会影响晶振的频率稳定性和输出功率,因此在实际应用中需要根据具体要求选择适合的晶振类型。
有源晶振(Oscillator)和无源晶振(Crystal)
有源晶振(Oscillator)和⽆源晶振(Crystal)⽆源晶振有⼀个参数叫做负载电容(Load capacitance),负载电容是指在电路中跨接晶振两端的总的外界有效电容。
负载电容是⼯作条件,即电路设计时要满⾜负载电容等于或接近晶振数据⼿册给出的数值才能使晶振按预期⼯作。
⼀般情况下,增⼤负载电容会使振荡频率下降,⽽减⼩负载电容会使振荡频率升⾼。
通过初步的计算发现CL改变1pF,Fx可以改变⼏百Hz。
相关知识点:⼀、什么是负载电容?负载是指连接在电路中的电源两端的电⼦元件负载包括容性负载、阻性负载和感性负载三种。
电路中不应没有负载⽽直接把电源两极相连,此连接称为短路。
常⽤的负载有电阻、引擎和灯泡等可消耗功率的元件。
不消耗功率的元件,如电容,也可接上去,但此情况为断路。
容性负载的含义是指具有电容的性质(充放电,电压不能突变)即和电源相⽐当负载电流超前负载电压⼀个相位差时负载为容性(如负载为补偿电容)。
负载电容是指晶振的两条引线连接IC块内部及外部所有有效电容之和,可看作晶振在电路中串接了⼀个电容。
图中CI,C2这两个电容就叫晶振的负载电容,分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,⼀般在⼏⼗⽪法它会影响到晶振的谐振频率和输出幅度,⼀般订购晶振时候供货⽅会问你负载电容是多少。
晶振的负载电容=[(C1*C2)/(C1+C2)]+Cic+△C式中C1,C2为分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,Cic内部电容+△CPCB上电容经验值为3⾄5pf。
因此晶振的数据表中规定12pF的有效负载电容要求在每个引脚XIN 与 XOUT上具有22pF 2 * 12pF = 24pF = 22pF + 2pF 寄⽣电容。
两边电容为C1,C2,负载电容为:Cl,Cl=cg*cd/(cg+cd)+a就是说负载电容15pf的话两边两个接27pf的差不多了。
各种的晶振引脚可以等效为电容三点式。
晶振引脚的内部通常是⼀个反相器, 或者是奇数个反相器串联。
有源晶振电路及工作原理简述
有源晶振电路及工作原理简述有源晶振是由石英晶体组成的,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,同时机械变形振动又会产生交变电场,虽然这种交变电场的电压极其微弱,但其振动频率是十分稳定的。
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”。
压电谐振状态的建立和维持都必须借助于振荡器电路才能实现。
图3是一个串联型振荡器,晶体管T1和T2构成的两级放大器,石英晶体XT与电容C2构成LC电路。
在这个电路中,石英晶体相当于一个电感,C2为可变电容器,调节其容量即可使电路进入谐振状态。
该振荡器供电电压为5V,输出波形为方波。
有源晶振引脚排列:有源晶振引脚识别,实物图如上图(b)所示.有个点标记的为1脚,按逆时针(管脚向下)分别为2、3、4。
方形有源晶振引脚分布:1、正方的,使用DIP-8封装,打点的是1脚。
1-NC;4-GND;5-Output;8-VCC2、长方的,使用DIP-14封装,打点的是1脚。
1-NC;7-GND;8-Output;14-VCC注:有源晶振型号众多,而且每一种型号的引脚定义都有所不同,接法也有所不同,上述介绍仅供参考,实际使用中要确认其管脚列方式.有源晶振通常的接法:一脚悬空,二脚接地,三脚接输出,四脚接电压。
有源晶振与无源晶振的联系与区别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)。
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,自身无法振荡起来,所以“无源晶振”这个说法并不准确;有源晶振有4只引脚,是一个完整的振荡器,其中除了石英晶体外,还有晶体管和阻容元件,因此体积较大。
石英晶体振荡器的频率稳定度可达10^-9/日,甚至10^-11。
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MXO45/MXO45HSMETAL DIP CLOCK OSCILLATOR FEATURES• • • • • • • • • Standard 14 Pin or 8 Pin DIP Footprint HCMOS/TTL Compatible Fundamental and 3RD Overtone Crystals Frequency Range 1.0 – 105.561 MHz Frequency Stability, ±50 ppm Standard (±25 ppm and ±20 ppm available) +5.0Vdc Operation Operating Temperature to –40°C to +85°C Output Enable Option RoHS/Green Compliant (6/6)DESCRIPTIONThe MXO45/MXO45HS is a DIP packaged Clock oscillator offering reliable performance at an economical cost. The enhanced stability means it is the perfect choice for today’s communications applications that require tight frequency control.ORDERING INFORMATIONMXOSUPPLY VOLTAGE 45 = 14 Pin DIP/STD Output 45T = 14 Pin DIP/Tristate Output 45HS = 8 Pin DIP/STD Output 45HST = 8 Pin DIP/Tristate Output FREQUENCY STABILITY 6 5 3 2 = = = = ± ± ± ± 20 ppm * 25 ppm 50 ppm (standard) 100 ppm--MFREQUENCY IN MHz M - indicates MHz and decimal point. Frequency is recorded with minimum 4 significant digits to the right of the "M". OPERATING TEMPERATURE RANGE C = -20°C to +70°C (standard) I = -40°C to +85°C ** 6I not available. Not all performance combinations and frequencies may be available. Contact your local CTS Representative or CTS Customer Service for availability.Example Part Number: MXO45-3C-32M7680 or MXO45HS-3C-32M7680Document No. 008-0258-0Page 1 - 5Rev. E٠ ٠ ٠ CTS Electronic Components, Inc. ٠ 171 Covington Drive ٠ Bloomingdale, IL 60108 ٠ ٠ ٠ ٠ ٠ ٠ ٠ ٠ ٠Metal DIP Clock OscillatorMXO45/MXO45HSELECTRICAL CHARACTERISTICSPARAMETER Maximum Supply Voltage Storage Temperature Frequency Range Frequency Stability(See Note 1 and Ordering Information)Absolute MaximumsSYMBOL VCC TSTG fO ∆f/fO TA VCC ICCCONDITIONS ± 10 % 1.0 MHz to 20 MHz 20.1 MHz to 80 MHz 80.1 MHz to 105.561 MHz 1.0 MHz to 50 MHz 50.1 MHz to 80 MHz 80.1 MHz to 105.561 MHz 1.0 MHz to 105.561 MHz CMOS Load 10 TTL LOAD CMOS TTL Load VOH = 3.9V VCC = 4.5V VOL = 0.4V VCC = 4.5V @ 50% Level @ 10% - 90% Levels 1.0 MHz to 50 MHz 50.1 MHz to 80 MHz 80.1 MHz to 105.561 MHz Application of VCC Pin 1 Logic '1', Output Enabled Pin 1 Logic '0', Output Disabled Pin 1 Logic '1' Bandwidth 12 kHz - 20 MHzMIN -0.5 -55 1.0 -20 -40 4.5 CL=50pF CL=30pF CL=15pF 0.9*VCC VCC-0.6V 45 CL=50pF CL=30pF CL=15pF 2.0 -TYP 25 5.0 10 30 40 8 4 2.5 -MAX 7.0 125 105.56120,25,50 or 100UNIT V °C MHz ± ppm °C V mAOperating Temperature Commercial Industrial Supply Voltage Supply Current70 85 5.5 25 50 100 50 30 15 10 0.1*VCC 0.4 -16 16 55 10 8 5 10 0.8 100 50 5 1Output Load CMOSCLpF TTLElectrical and Waveform ParametersTTL Output Voltage Levels Logic '1' Level Logic '0' Level Output Current Logic '1' Level Logic '0' Level Output Duty Cycle Rise and Fall TimeVOH VOL IOH IOL SYM TR, TFVmA % nsStart Up Time Enable Function (See Note 2) Enable Input Voltage Disable Input Voltage Enable Time Period Jitter, Pk-Pk Period Jitter, RMS Phase Jitter, RMSTS VIH VIL TPLZ -ms V ns psNotes: 1. Inclusive of initial tolerance at time of shipment, changes in supply voltage, load, temperature and first year aging. 2. Reference CTS Application Note 014-0002-0.Document No. 008-0258-0Page 2 - 5Rev. E٠ ٠ ٠ CTS Electronic Components, Inc. ٠171 Covington Drive٠Bloomingdale, IL 60108٠٠٠Metal DIP Clock OscillatorCMOS/TTL OUTPUT WAVEFORMTr TfMXO45/MXO45HSTEST CIRCUIT, CMOS LOADVOH 90%, 80%, 2.4V+mA-14 or 88 or 5 CL 7 or 4 capacitance.50%, 1.5V+POWER SUPPLY+ VM -0.01uF D.U.T. 110%, 20%, 0.5VUPTIME (t) PERIOD (T)-VOLEnable Input or N.C.DUTY CYCLE = t/T x 100 (%)ENABLE TRUTH TABLE PIN 1 Logic ‘1’ Open Logic ‘0’ PIN 5 or PIN 8 Output Output High Imp.D.U.T. PIN ASSIGNMENTS PIN 1 7 or 4 8 or 5 14 or 8 SYMBOL EOH GND Output VCC DESCRIPTION Enable Input or No Connect Circuit & Package Ground RF Output Supply VoltageMECHANICAL SPECIFICATIONSPACKAGE DRAWING DIP-14FOR REFERENCE ONLY. THE NUMBERS ARE NOT MARKED ON BOTTOM.20.800 MAX 0.819 5.100 MAX 0.201 5.000 MIN 0.197 0.400/0.500 0.016/0.020 1.524 TYP. 0.060 1.000 0.039 MAX 7.620 ± 0.300 0.300 ± 0.012DENOTES PIN 11713.200 0.520MAX1481.524 TYP. 0.060 15.240 ± 0.300 0.600 ± 0.012MXO45 XXXMXXXX CTS ST ● YYWW **KEY:MM INCHMARKING INFORMATION 1. Model Name: MXO45 or MXO45T. 2. XXXMXXXX - Frequency marked with 4 significant digits after the ‘M’. 3. ST – Frequency stability/temperature code. (Reference Ordering Information.) 4. YYWW – Date code, YY – year, WW – week. 5. ** - Manufacturing Site Code.NOTES 1. Lead finish (e1), SnAgCu. 2. Reflow conditions per JEDEC J-STD-020.Document No. 008-0258-0Page 3 - 5Rev. E٠ ٠ ٠ CTS Electronic Components, Inc. ٠171 Covington Drive٠Bloomingdale, IL 60108٠٠٠Metal DIP Clock OscillatorPACKAGE DRAWING DIP-8DENOTES PIN 1 5.500 MAX 0.217 5.000 0.197 13.200 MIN 0.950 0.037 MAX 0.520 MAXMXO45/MXO45HSFOR REFERENCE ONLY. THE NUMBERS ARE NOT MARKED ON BOTTOM.147.620 ± 0.300 0.300 ± 0.01280.400/0.550 0.016/0.022 7.620 ± 0.300 0.300 ± 0.01252.540 0.100 NOTE: 3 OR 4 STANDOFFS ALLOWED.MXO45HS XXXMXXXX CTS ST ● YYWW **13.200 0.520MAXKEY:MM INCHMARKING INFORMATION 1. Model Name: MXO45HS or MXO45HST. 2. XXXMXXXX - Frequency marked with 4 significant digits after the ‘M’. 3. ST – Frequency stability/temperature code. (Reference Ordering Information.) 4. YYWW – Date code, YY – year, WW – week. 5. ** - Manufacturing Site Code.NOTES 1. Lead finish (e1), SnAgCu. 2. Reflow conditions per JEDEC J-STD-020.PACKAGINGProduct is packaged in plastic trays. Typical packaging format is as follows: 50 pcs./Plastic Tray. Tray size is approximately 180x136x18mm (LxWxH). 2 Trays/Anti-Static Bag (100 pcs.) or 10 Trays/Anti-Static Bag (500 pcs.). Bag height for 10 Trays is approximately 175mm. 1 Anti-Static Bag/Cardboard Carton. Master-pack multiple Cardboard Cartons in a larger carton. 8 Cardboard Cartons (10 trays per carton) is approximately 460x380x400mm (LxWxH).Document No. 008-0258-0Page 4 - 5Rev. E٠ ٠ ٠ CTS Electronic Components, Inc. ٠171 Covington Drive٠Bloomingdale, IL 60108٠٠٠Metal DIP Clock OscillatorMXO45/MXO45HSENVIRONMENTAL SPECIFICATIONSTemperature Cycle: Mechanical Shock: Sinusoidal Vibration: Gross Leak: Fine Leak: Resistance to Solder Heat: High Temperature Operating Bias: Frequency Aging: Moisture Sensitivity Level: 400 cycles from –55°C to +125°C, 10 minute dwell at each temperature, 1 minute transfer time between temperatures. 1,500g’s, 0.5mS duration, ½ sinewave, 3 shocks each direction along 3 mutually perpendicular planes (18 total shocks). 0.06 inches double amplitude, 10 to 55 Hz and 20g’s, 55 to 2,000 Hz, 3 cycles each in 3 mutually perpendicular planes (9 times total). No leak shall appear while immersed in an FC40 or equivalent liquid at +125°C for 20 seconds. Mass spectrometer leak rates less than 2x10-8 ATM cc/sec air equivalent. Product must survive 3 reflows of +260°C peak, 10 seconds maximum. 2,000 hours at +125°C, maximum bias, disregarding frequency shift. 1,000 hours at +85°C, full bias, less than ±5 ppm shift. Level 1 per JEDEC J-STD-020.QUALITY AND RELIABILITYQuality systems meet or exceed the requirements of ISO 9000:2000 standards.Document No. 008-0258-0Page 5 - 5Rev. E٠ ٠ ٠ CTS Electronic Components, Inc. ٠171 Covington Drive٠Bloomingdale, IL 60108٠٠٠。