可编程有源晶振与石英晶振优缺点的相对比较

常用石英晶体振荡器的4大分类及其特征

常用石英晶体振荡器的4大分类及其特征对晶振有所了解的人们都知道，它有上百种型号频率，相差一位数就差之甚远。

其实区分下来，种类并不是很多，帝国总结了下，石英晶振可分为无源晶体和有源晶体振荡器,把晶体振荡器按照功能和实现技术的不同,可以将晶体振荡器分为温度补偿晶体振荡器（TCXO）、压控晶体振荡器（VCXO）、普通晶体振荡器（SPXO）、恒温晶体振荡器（OCXO）.温度补偿晶体振荡器（TCXO）：温补晶体振荡器是一种带有补偿系统的减小温度引起的频率变化的石英晶体振荡器.（补偿的方法：电抗法、数字法）特点：用热敏补偿网络来提高石英晶体的温度特性指标,可满足较宽温度范围的需要；频率范围：1～40 MHz;频率稳定度：5×10-6～5×10-7.压控晶体振荡器（VCXO）：压控晶体振荡器是一种用控制电压使频率按一定规律偏移或调制的石英晶体振荡器.特点：频率可随外加调制电压而改变；频率范围：1～250MHz；频率稳定度：普通晶振压控为≤（1～2）×10-3fo/n2,高稳晶振可微调10-7.频率微调或锁相同步.普通晶体振荡器（SPXO）：普通晶体振荡器是一种没有温度控制和温度补偿装置的,频率温度特性基本上由所用石英晶体确定的振荡器.特点：直接反映所用石英晶体的性能；可工作频率范围通常为1KHz～250 MHz;频率稳定度为10-4～10-5；一般用于本振源或中间信号.恒温晶体振荡器（OCXO）：恒温晶体振荡器是一种至少能控制石英晶体元件温度基本保持恒定的石英晶体振荡器.它利用热力学原理,把石英晶体或全部振荡电路放置于恒温器内来改善频率温度特性的晶体振荡器（有一般精密和高精密晶体振荡器之分）.特点：加载恒温槽内,使石英晶体配调于零温度系数点上,而不受外界温度的影响,使振荡器满足特性指标.频率范围：1～250MHz（中精度）,2.5,5,10 MHz（高精度）；频率稳定度：10-7～10-8（中精度）,10-9～10-11（高精度）.恒温晶体振荡器（OCXO）是通信基站里的核心部件,主要是提供网络通信的同步信号源.。

可编程有源晶振与石英晶振优缺点的相对比较

可编程有源晶振全程上线，可以随意的频率输出（1-200M），偏差可以在10PPM以内，免费提供样品。

随着时代的改变石英行业的可编程有源晶振全程上线，无论从供货周期和产品的精度，技术工艺，石英的有源晶振都是无法比拟的。

可编程有源晶振的制造方式及其优点：
●可编程有源晶振是由两颗芯片;一为全硅MEMS谐振器，一为具有温补功能之启动电路锁相环CMOS芯片;利用标准半导体芯片MCM封装方式完成。

●可编程有源晶振MEMS制程，可以采用全自动化标准半导体制造流程，与生产在线工作人员的素质无关，比如现在在电子产品设计内所使用的IC一样，具有良好的稳定性以及质量;不可在生产过程中出现人为失误。

中科晶电子有限公司在多年来的发展，公司已拥有一支优秀的团队，建立了一系列的供应系统与服务体系，具备较强的专业生产和配套供应及应变能力。

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MEMS晶振与石英晶振的比较分析

４００－８８８－２４８３MEMS硅晶振VS石英晶振（连载一）之前言好久没写点东西了，最近抽空写了篇《MEMS硅晶振VS石英晶振》（连载），文章从石英晶振基础开始讲，涉及到石英晶振的生产工艺、以及MEMS硅晶振的详细介绍。

并对两个者进行了相关比较。

意在让大家更多的了解些新的产品技术，当然也推一下产品哈。

下面写一下目录：一、认识石英晶振二、石英晶振的工艺三、石英晶振的危机四、STIME MEMS硅晶振五、STIME MEMS硅晶振的十二大优势六、SITIME MEMS硅晶振的七大种类产品七、SITIME MEMS硅晶振的机会八、SITIME MEMS硅晶振专业推广商---北京晶圆简介九、后记MEMS硅晶振VS石英晶振（连载二）之认识石英晶振其实石英晶振这种说法本身并不十分准确，但长久以来大家已经形成了习惯，那就这样写呵。

石英晶振大体可以分为有源与无源两大种类，我们分别介绍一下：首先是无源晶振，无源晶振也叫晶体、谐振器。

英文名称是：crystal或Xtal。

无源晶振是大陆的叫法，其主要由石英晶片、基座、外壳、银胶、银等成分组成。

根据引线状况可分为直插（有引线）与表面贴装（无引线）两种类型。

现在常见的主要封装型号有HC-49U、HC-49S、UM-1、UM-4、UM-5与SMD。

其工作时，自身不能产生振荡，需借外围电路（电容）配合才可产生振荡。

常见的形状如下图所示：同样，有源晶振也是大陆的叫法，又叫钟振、晶振、振荡器。

英文名称是：oscillator。

其除了石英晶片、基座、金属外壳、银胶、银等成分组成之外，还需要起振芯片（也叫线路）。

正是因为将振荡电路嵌入了产品之内，所以只要给其所需要的电压，便可以产生振荡。

基中压控振荡器（VCXO）、温补振荡器（TCXO）等也属于有源晶振的范畴。

一般普通的有源晶振都是四脚表贴的，常见的主要封装型号有7050、5032、3225、2520。

如下图所示：目前国内很少有能生产2520封装尺寸的振荡器厂商。

晶振选型与应用知识

石英晶振选型与应用知识石英晶体是压电晶体的一种，沿着特定的方向挤压或拉伸，它的两端会产生正负电荷，这种效应称为正压电效应；相反，对晶体施加电场导致晶体形变的效应，称为逆压电效应。

所以在石英晶片两面施加交变电场，晶片就会产生形变，而形变又会产生电场，这是一个周期转换的过程。

对于特定的晶片，这个周期是固定的，我们利用这个周期来产生稳定的基准时钟信号。

石英晶体元器件，是利用石英晶体的压电效应实现频率控制、稳定或选择的关键电子元器件。

包括石英晶体谐振器、石英晶体振荡器和石英晶体滤波器。

在石英晶片的两面镀上电极，经过装架、调频、封装等工序后制成石英晶体元件。

石英晶体元件与集成电路等其它电子元件组合成石英晶体器件。

本文主要介绍石英晶振：即所谓石英晶体谐振器（无源晶振）和石英晶体振荡器（有源晶振）的统称。

一般的概念中把晶振就等同于谐振器理解了，振荡器就是通常所指钟振。

石英晶振是一种用于稳定频率和选择频率的电子元件，已被广泛地使用在无线电话、载波通讯、广播电视、卫星通讯、仪器仪表等各种电子设备中.一、石英晶振的型号命名方法1.国产石英晶体谐振器的型号由三部分组成：–第一部分：表示外壳形状和材料，B表示玻璃壳，J表示金属壳，S表示塑料封型；–第二部分：表示晶片切型，与切型符号的第一个字母相同，A表示A T切型、B表示BT切型，–第三部分：表示主要性能及外形尺寸等，一般用数字表示，也有最后再加英文字母的。

JA5为金属壳A T切型晶振元件，BA3为玻壳A T切型晶振元件。

2石英晶体振荡器的型号命名有四部分组成：.–第一部分：主称用大写字母Z表示石英晶体振荡器；–第二部：类别用大写字母表示，其意义见下表：–第三部分：频率稳定度等级用大写字母表示，其意义见下表：–第四部分：序号用数字表示，以示产品结构性能参数的区别从型号上无法知道晶振元件的主要电特性，需查产品手册或相关资料才行。

二、石英晶振的结构特点1.石英晶体谐振器一般由外壳、晶片、支架（金属座）、外引线、引线等组成。

晶振与晶体的区别_MEMS硅晶振与石英晶振区别

晶振与晶体的区别_MEMS硅晶振与石英晶
振区别
1. 晶振与晶体的区分
1) 晶振是有源晶振的简称，又叫振荡器。

英文名称是oscillator。

晶体则是无源晶振的简称，也叫谐振器。

英文名称是crystal.
2) 无源晶振(晶体)一般是直插两个脚的无极性元件，需要借助时钟电路才能产生振荡信号。

常见的有49U、49S封装。

3) 有源晶振(晶振)一般是表贴四个脚的封装，内部有时钟电路，只需供电便可产生振荡信号。

一般分7050、5032、3225、2520几种封装形式。

2. MEMS硅晶振与石英晶振区分
MEMS硅晶振采纳硅为原材料，采纳先进的半导体工艺制造而成。

因此在高性能与低成本方面，有明显于石英的优势，详细表现在以下方面：
1) 全自动化半导体工艺(芯片级)，无气密性问题，永不停振。

2) 内部包含温补电路，无温漂，-40—85℃全温保证。

3) 平均无故障工作时间5亿小时。

4) 抗震性能25倍于石英振荡器。

5) 支持1-800MHZ任一频点，精确致小数点后5位输出。

6) 支持1.8V、2.5V、2.8V、3.3V多种工作电压匹配。

7) 支持10PPM、20PPM、25PPM、30PPM、50PPM等各种精度匹
配。

8) 支持7050、5032、3225、2520全部标准尺寸封装。

9) 标准四脚、六脚封装，无需任何设计改动，直接替代石英振荡器。

10) 支持差分输出、单端输出、压控(VCXO)、温补(TCXO)等产品种类。

11) 300%的市场增长率，三年内有望替代80%以上的石英振荡器市场。

石英晶振与石英晶体振荡器的区别

石英晶振和石英振荡器的最大区别在于石英晶振不用带电压输出,晶体内部晶片产生同的,通常的接法是一脚悬空,二脚接地,三脚接输出,四脚接电压.
石英晶体振荡器是利用石英晶体(二氧化硅的结晶体)的压电效应制成导入输出电压的一种谐振器件,它的基本结构大致是从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片,它可以是正方形、矩形或圆形等)。石英晶体振荡器分非温度补偿式晶体振荡器、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、电压控制晶体振荡器(VCXO)、恒温控制式晶体振荡器(OCXO)和数字化/μp补偿式晶体振荡器(DCXO/MCXO)等几种类型.其中无温度补偿式晶体振荡器是最简单的一种。振荡器大类以下的规格一般可分为SPXO普通振荡器,TCXO温补晶振,VCXO压控晶振,还有最精密的一种VC-TCXO压控温补振荡器,OCXO恒温晶振。
石英晶振和石英振荡器都是晶振的主要种类,当然我们日常所见的石英晶振是比较多的,如贴片系列的2520、3225、5032、7050等还有49S系列,石英圆柱表晶千赫兹系列等,这些都可以称之为石英晶振,用途也很广泛,特别是32.768KHZ晶振用在消费类产品和时钟显示产品中。下面让我们和松季电子一起来看看石英晶振与石英晶体振荡器的区别。

石英晶振特点

石英晶振特点
嘿，你知道石英晶振吗？那可真是个神奇的小玩意儿啊！
石英晶振就像是电子产品中的小精灵，默默地工作着，却发挥着巨大的作用呢！比如说，你的手机能精准地显示时间，这可多亏了石英晶振呀。

它就像一个超靠谱的小管家，精准地掌控着时间的节奏。

它的特点那可多了去啦！首先呢，就是精度高得吓人。

哎呀呀，那真的是一丁点误差都不允许有啊！就好比一位神箭手，每次都能射中靶心，分毫不差。

好比在电子世界的一场激烈比赛中，它总是能稳稳地拿下冠军。

而且啊，稳定性超强！不管周围的环境怎么变化，它都能稳稳地坚守自己的岗位。

这就像一个忠诚的卫士，无论遇到什么风雨，都坚决守护着自己的阵地，不离不弃呀！那稳定性，真的能让人超放心的。

还有呢，它的使用寿命也很长哦。

哇哦，简直就是一颗永不磨灭的星星呀！长时间地闪耀着，给电子产品带来持续的动力。

可以说它就像你身边的一位老朋友，一直陪伴着你，长久而可靠。

石英晶振，这么厉害的东西，难道你不觉得神奇吗？要是没有它，我们的电子产品可不知道会变成什么样呢！反正我是觉得它超级重要，不可或缺的！它就是那个默默奉献却又无比关键的存在呀！。

晶振有着不同使用要求及特点

编辑本段基本分类晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。

无源晶振与有晶振源晶振（谐振）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；有源晶振是一个完整的谐振振荡器。

石英晶体振荡器与石英晶体谐振器都是提供稳定电路频率的一种电子器件。

石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应来起振，而石英晶体谐振器是利用石英晶体和内置IC共同作用来工作的。

振荡器直接应用于电路中，谐振器工作时一般需要提供3.3V 电压来维持工作。

振荡器比谐振器多了一个重要技术参数：谐振电阻（RR），谐振器没有电阻要求。

RR的大小直接影响电路的性能，因此这是各商家竞争的一个重要参数。

编辑本段工作原理计算机都有个计时电路，尽管一般使用“时钟”这个词来表示这晶振些设备，但它们实际上并不是通常意义的时钟，把它们称为计时器(timer)可能更恰当一点。

计算机的计时器通常是一个精密加工过的石英晶体，石英晶体在其张力限度内以一定的频率振荡，这种频率取决于晶体本身如何切割及其受到张力的大小。

有两个寄存器与每个石英晶体相关联，一个计数器(counter)和一个保持寄存器(holdingregister)。

石英晶体的每次振荡使计数器减1。

当计数器减为0时，产生一个中断，计数器从保持计数器中重新装入初始值。

这种方法使得对一个计时器进行编程，令其每秒产生60次中断(或者以任何其它希望的频率产生中断)成为可能。

每次中断称为一个时钟嘀嗒(clocktick)。

晶振在电气上可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率为串联谐振，较高的频率为并联谐振。

由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等晶振效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。

可编程全硅MEMS振荡器与石英振荡器之大比拼

可编程全硅MEMS振荡器与石英振荡器之大比拼关键字：MEMS振荡器石英振荡器时钟组件如果说很多人把MCU或SoC主芯片比喻为现代电子系统的大脑，那么时钟组件当之无愧是其心脏。

无论是电子工程师还是元器件采购者，在选择时钟组件时都会经过全面严谨的评估。

因为一颗健康、稳定、持久的“心脏”，将直接影响到电子系统的功能和可靠性。

时钟组件可分为无源晶振、有源晶振和多输出时钟发生器三大类产品。

在过去60年中，石英作为时钟市场的主流技术，一直占据着霸主地位。

但由于其受到传统制造工艺的限制以及下游原材料(起振电路和基座)市场的垄断，因此性价比无法进一步提升。

为了满足电子市场对元器件提出的更小、更可靠、更灵活的需求，时钟组件必须走上全面硅化的道路。

这篇文章将主要介绍全硅MEMS振荡器和传统石英的区别，以及全硅IC技术所解决的问题。

石英和全硅MEMS时钟振荡器简介传统的石英振荡器是由压电石英加上简单的起振芯片和金属封装组成的，其生产工艺包括：石英切割镀银、购买基座、起振芯片，以及将石英及芯片以特殊黏胶结合后至于基座上，然后充填氮气，用金属封装进行密封。

而不同频率、不同工作电压振荡器的产生，则是由石英的不同形状、镀银厚度及所佩的起振芯片所决定。

所以，从生产工艺角度，石英产业是一个人工密集型的半自动化传统产业，其产品也受到传统原材料和工艺的限制：1. 复杂的生产程序导致供货期的拖长及缺货应急困难的现象；2. 不同振荡器规格需不同原料不同工艺，从而使成品缺乏灵活性，无法为满足不同应用而进行实时配置；3. 压电石英对温度敏感度高的特性，造成石英振荡器的温飘烦恼；4. 石英易碎怕摔老化的弱点需靠生产工艺和质量管理来解决，缺乏质量和长期可靠性的一致性。

电子系统厂商为求从根本上解决石英的内在弱点，因此在时钟组件的选料上开始转向全硅MEMS振荡器。

与传统石英振荡器截然不同，MEMS振荡器采用了全硅的产品结构，有一个全硅MEMS谐振器和一个可编程Analog CMOS驱动芯片堆栈，并以标准QFN IC封装方式完成。

SiTime MEMS硅晶振和石英晶振的冲击和振动性能比较

SiTime MEMS硅晶振和石英晶振的冲击和振动性能比较1简介所有电子产品在其使用寿命期间都会受到冲击和振动。

力的范围可以从口袋或背包中携带的移动消费产品所经历的运动到工业设备或航空航天应用的高振动水平。

即使是建筑物中的固定产品也可能会受到附近风扇或其他设备的振动。

因此，重要的是要考虑电子元件在存在冲击和振动的情况下的性能。

表1 显示了各种环境中的典型加速度水平。

表1. 各种现场应用中的振动冲击和振动会对元件和外壳造成物理损坏，导致PCB 组件中的焊点失效，并降低电子元件的性能。

时钟振荡器容易受到多种不利影响：谐振器损坏、振动引起的相位噪声和抖动增加以及冲击引起的频率尖峰。

石英振荡器中的晶体谐振器是悬臂结构，对振动损坏特别敏感。

由于两个原因，SiTime MEMS 谐振器从根本上来说更加稳健。

首先，它们的质量比石英谐振器小得多，这减少了振动引起的加速度施加到谐振器上的力。

其次，SiTime MEMS 振荡器的专有设计包括以体模式在面内振动的非常坚硬的谐振器结构、固有抗振的几何结构以及最大限度地减少振动频率偏移的振荡器电路设计。

2测试条件由于外力的方向、持续时间和强度可能会有所不同，因此在各种测试条件下测量振荡器的电响应以充分了解其对冲击和振动的敏感性非常重要。

SiTime 评估了振荡器对三种不同振动或冲击模式的响应：(1) 正弦振动(2) 随机振动和(3) 脉冲冲击冲击测试的设备都是市售产品，包括来自SiTime 和竞争对手的基于MEMS 的振荡器，以及来自多家制造商的基于石英的振荡器。

我们包括了带有表面声波(SAW) 晶体谐振器的石英振荡器，众所周知，它在高工作频率下具有低抖动。

表2. 被测振荡器器件；单端部件（蓝色阴影）在26 MHz 下运行，差分部件（绿色阴影）在156.25 MHz 下运行2.1 正弦振动第一个测试测量了对15 Hz 至2 kHz 频率范围内的正弦振动的响应。

正弦振动的周期性特性会产生频率调制，这会在相位噪声频谱中以被振动频率偏移的频率引起杂散。

无源晶振和有源晶振的区别

随着现在电子行业的发展，晶振也开始越来越小型化，以适应市场的发展。

那么晶振的种类如何来划分呢？首先要先了解晶振是什么？简单一点说，晶振就是以晶片作为核心，外壳则由金属或者陶瓷，玻璃壳，塑料封装。

晶振从材质上划分：可以分为石英晶振和陶瓷晶振，从属性来划分：可以分为无源晶振和有源晶振。

今天小编给大家介绍几种常见的晶振种类。

49S晶振石英晶振的一个特殊封装类别，也是目前石英晶振的一个主流产品，芯片的主要材料为水晶材质（二氧化硅），利用这种材料的压电特性，经过高压极化以后，形成周期性的机械能和电能的转换，产生稳定的频率。

常用俗名有石英晶振、大S晶振等。

这类晶振根据尺寸外观封装可以分为：小S晶振，49SS矮壳晶振，smd编带晶振。

图1（石英晶振、49S晶振、大S晶振等2脚）图2（49大S和49SS矮壳对比图）图3（迷你49SSMD晶振）圆柱晶振是指石英晶片外型类似音叉的晶振，应用领域包括钟表及表芯、手机、平板电脑、微型计算机、计算器、家电自动控制和工业自动控制等。

音叉晶振主要尺寸有:3*8mm、2*6mm、1.5*5mm。

常用频率为32.768KHZ，主要用在计时的电子线路上，如石英手表，计时器，空调遥控器，时钟等。

图4（2*6圆柱晶振2脚）3.贴片晶振是表贴式的石英晶体，它是一种无突出引脚的的晶体振荡器,能提供高精度振荡，因其形状似贴片于是被称作贴片晶振。

贴片晶振也分为无源晶振和有源晶振两种类型，这个种类晶振主要是根据尺寸来划分型号，例如2012,、2520、3225、5032、6035、7050.带电压的则是有源贴片晶振。

图5 ：3225贴片晶振外观4.陶瓷晶振是属于压电材料频率元件，目前常规分为两种压电材料，1：压电陶瓷材料，2：压电石英材料。

陶瓷晶振别名又叫陶振；在中国晶振厂家经常这样叫法。

陶瓷晶振是根据他内部的芯片采用的“压电陶瓷芯片材料”而得名，封装一般采取塑封外形尺寸为7.5*9*3.5（单位：毫米），代表产品：455KHZ系列；还有一种是采取环氧树脂和酚醛混合物作为包封材料，经过高温固化形成为硬质陶瓷材料的外壳，一般为棕色和蓝色，代表产品：ZTT4.0MHZ。

有源晶振的内部结构

有源晶振的内部结构
有源晶振是一种能够产生稳定频率振荡信号的元件，它在许多
电子设备中被广泛应用。

它的内部结构通常由晶体振荡器和放大器
组成。

晶体振荡器是有源晶振的核心部件，它由一个晶体片和两个电
极组成。

晶体片通常由石英或其他压电材料制成，它具有一个特定
的谐振频率，当施加电场或机械应力时，会产生机械振动。

这种振
动会被放大并转换成电信号，从而产生稳定的振荡频率。

晶体振荡器的电极用于施加电场以激励晶体片的振动，同时也
用于接收并放大晶体片产生的振荡信号。

这些电极通常由金属制成，它们与晶体片紧密结合以确保高效的能量传输。

除了晶体振荡器，有源晶振还包括放大器部分，用于放大晶体
振荡器产生的信号以便于驱动其他电路。

放大器通常由晶体管或集
成电路构成，它们能够增加振荡器输出信号的幅度，同时保持信号
的稳定性和准确性。

总的来说，有源晶振的内部结构主要由晶体振荡器和放大器组
成，晶体振荡器负责产生稳定的振荡信号，而放大器则负责放大和驱动这一信号。

这种结构设计使得有源晶振成为了现代电子设备中不可或缺的元件。

有源晶振和无源晶振之分,陶瓷谐振器和石英谐振器的区别

有源晶振和无源晶振之分，陶瓷谐振器和石英谐振器的区别无源晶振有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，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。

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。

有源晶振的电路设计

有源晶振的电路设计有源晶振是一种常用的电子元件，用于电路设计中提供稳定的时钟信号。

它具有许多优点，如精确性高、频率稳定、抗干扰能力强等。

本文将介绍有源晶振的原理、应用以及设计注意事项。

一、有源晶振的原理有源晶振是由晶振元件和放大电路组成的。

晶振元件通常采用石英晶体，其工作原理基于石英晶体的压电效应。

当施加电压或力的作用下，石英晶体会产生固有频率的机械振动，这种振动会被放大电路放大并输出为电信号。

二、有源晶振的应用有源晶振广泛应用于各种电子设备中，如计算机、通信设备、消费电子产品等。

它主要用于提供时钟信号，确保电子设备的正常运行。

有源晶振的频率可以达到几十兆赫兹甚至上百兆赫兹，因此在高性能的设备中得到了广泛的应用。

三、有源晶振的设计注意事项1.选择合适的晶振频率：根据电路的需求以及设备的工作频率，选择合适的晶振频率非常重要。

频率选择不当可能会导致电路不稳定或无法正常工作。

2.注意晶振的工作电压和功耗：晶振的工作电压一般为3.3V或5V，要确保晶振的工作电压与电路的供电电压匹配。

同时，晶振的功耗也要合理，以免给电路带来过大的负担。

3.抗干扰能力：有源晶振具有较强的抗干扰能力，但在设计电路时，还是要注意尽量减少外部干扰对晶振的影响。

可以通过合理布局电路、选择合适的屏蔽措施等方式来提高抗干扰能力。

4.电路的地线设计：有源晶振的地线设计也是一个重要的方面。

地线的走向要合理，尽量避免与其他信号线交叉，以减少互相干扰的可能性。

5.温度补偿：晶振的频率与温度有关，随着温度的变化，晶振的频率也会有所变化。

因此，在一些对频率要求较高的应用中，可以考虑使用温度补偿电路来保证晶振的稳定性。

四、总结有源晶振是一种常用的电子元件，可以提供稳定的时钟信号。

它具有精确性高、频率稳定和抗干扰能力强等优点。

在电路设计中，选择合适的晶振频率、注意工作电压和功耗、提高抗干扰能力、合理设计地线以及考虑温度补偿等方面是需要注意的。

有源晶振的应用范围广泛，对于保证电子设备的正常运行起着重要的作用。

客观评价全硅MEMS振荡器与石英晶体振荡器

客观评价全硅MEMS振荡器与石英晶体振荡器石英晶体已经在存在半个多世纪了，一直占居着绝大部分的时钟频率市场。

石英晶体分为有源和无源两大系列，从使用量来说，绝大多数产品均选用成本较低的无源晶振，即石英晶体谐振器，所以无源晶振使用更广泛。

而全硅MEMS系列产品声称要替代的其实就是指有源晶振的部分，即石英晶体振荡器，换个说法如果要替代无源，恐怕就不是一个单一频率器件之间的替代，而是要整合到主控IC里去，属于主控IC的功能的扩展，跟MEMS还没有太大关系。

所以我们重点客观的对比分析的是全硅MEMS振荡器和有源晶振的比较，认识各自的特点。

全硅MEMS振荡器首先，从工作原理来看，MEMS振荡器它是由一个全硅的MEMS 谐振器（类似一颗无源石英谐振器）和一个可编程Analog CMOS驱动芯片组成的。

而石英晶体振荡器它也是由一个石英晶体和一颗IC 组成的。

他们之间的大体结构，以及工作模型是一致的。

然他们之间的不同，在于以下几个方面：第一，谐振子的不同，即频率源有本质的区别，MEMS器件采用的静电驱动悬梁臂，以悬梁臂的谐振频率作为基准频率, 他可以通过程序任意倍频而输出各种需要的工作的频率。

而石英晶振利用的石英材料的压电特性，用石英晶片的频率作为工作频率，其工作频率就是里面的石英晶片的频率；MEMS器件一个基准频率可以输出很多的频率；而石英晶振是基准频率就是其工作频率;这正是全硅MEMS振荡器的一个很重要的方便之处，其快速交货能力正是来源于此，对比晶振工艺，晶振制程显得比较复杂的原因所在。

第二，驱动芯片的特性，MEMS采用的是可编程CMOS芯片，故输出只能是方波；而石英晶振所使用的芯片就比MEMS广泛，所以其输出特性不仅仅有方波，还有正弦波等各种波形。

全硅MEMS振荡器只能输出方波，所以在对输出有特别要求的场合下，全硅MEMS振荡器可能满足不了客户需求，而这又凸显是石英晶体振荡器的性能的全面性。

第三，材料及封装结构，从这个方面来说，确实是MEMS的无可比拟的优势，晶圆的制造工艺，在结构上和产品小型化方面有其独特的优势；而使用晶振在体积超小型化方面，因受到材料特性，以及工艺条件出现瓶颈，同时在成本上也明显不占有优势。