无源晶体与有源晶振的区别、应用范围及用法
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。
Crystal 和Oscillator区别
2) Oscillator(振荡器),即有源晶振。有源晶振不需要DSP的内部振 荡器,信号质量好,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。 有些DSP内部没有起振电路,只能使用有源的晶振。
手机上使用价格便宜的Crystal,通常的手机会用到2个Crystal, 一个是32.768KHZ实时时钟 ,另一个为射频用的26MHZ Crystal。但在
高同平台32.768被省掉。同时高通平台射频使用的是19.2MHZ的Crystal。
32.768由19.2MHZ/568得到。而且如果系统有Wlanrystal 和Oscillator区别
BB Team Training 2015-09-25
我们在阅读产品SPEC时,常常会遇到Crystal和Oscillator这 两个词,有些同事往往不太了解这两个词的区别以及它们的不同。 下面就简单介绍一下这两种器件的区别:
1) Crystal(晶体),即我们常说的无源晶振。无源晶体——无源晶体 需要用芯片内DSP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。
晶振的工作原理解析
晶振的工作原理一、什么是晶振?晶振是石英振荡器的简称,英文名为Crystal,它是时钟电路中最重要的部件,它的主要作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率,它就像个标尺,工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定,自然容易出现问题。
晶振还有个作用是在电路产生震荡电流,发出时钟信号.晶振是晶体振荡器的简称。
它用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定,精确的单频振荡。
在通常工作条件下,普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。
高级的精度更高。
有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率,称为压控振荡器(VCO)。
晶振在数字电路的基本作用是提供一个时序控制的标准时刻。
数字电路的工作是根据电路设计,在某个时刻专门完成特定的任务,如果没有一个时序控制的标准时刻,整个数字电路就会成为“聋子”,不知道什么时刻该做什么事情了。
晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。
通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。
有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振,而通过电子调整频率的方法保持同步。
晶振通常与锁相环电路配合使用,以提供系统所需的时钟频率。
如果不同子系统需要不同频率的时钟信号,可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。
电路中,为了得到交流信号,可以用RC、LC谐振电路取得,但这些电路的振荡频率并不稳定。
在要求得到高稳定频率的电路中,必须使用石英晶体振荡电路。
石英晶体具有高品质因数,振荡电路采用了恒温、稳压等方式以后,振荡频率稳定度可以达到10^(-9)至10^ (-11)。
广泛应用在通讯、时钟、手表、计算机……需要高稳定信号的场合。
石英晶振不分正负极, 外壳是地线,其两条不分正负二、晶振的使用晶振,在电气上它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是串联谐振,较高的频率是并联谐振。
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。
晶振
1.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DSP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。
2.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。
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。
对于时序要求敏感的应用,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。
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。
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。
无源晶体与有源晶振的区别 应用范围及用法
无源晶体与有源晶振的区别应用范围及用法无源晶体与有源晶振的区别、应用范围及用法: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。
3225有源晶振
无源晶振与有源晶振的区别?1.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2.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主要看你应用到的电路,如果有时钟电路,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,也就是说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可以用万用表测量晶振两个引脚电压是否是芯片工作电压的一半,比如工作电压是5V则是否是2.5V左右。
另外如果用镊子碰晶体另外一个脚,这个电压有明显变化,证明是起振了的有源晶振接法有源晶振型号纵多,而且每一种型号的引脚定义都有所不同,接发也不同,下面我介绍一下有源晶振引脚识别,以方便大家辨识。
有个点标记的为1脚,按逆时针(管脚向下)分别为2、3、4。
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。
有源晶振不需要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(有源晶振的VCC端不要直接接VCC,要做好电源滤波,典型的接法J 使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络如下图所示: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,而且价格高。
注:如果将有源晶振做无源晶振使用则,2.4脚悬空,1、3脚作为无源晶振引脚。
关于晶振及其典型应用的探讨
关于晶振及其典型应用的探讨一、晶振介绍石英晶振是石英晶体谐振器和石英晶体时钟振荡器的统称,它是一种用于稳定频率和选择频率的电子元件,可分无源晶振和有源晶振两种类型。
(1)无源晶振为Crystal(晶体)。
其必须借助外部的有源激励和振荡电路才能起振,振荡频率主要取决于晶体的切割方式,外部振荡电路也部分影响着振荡频率的精度。
振荡电路中包含两个Trim电容,由于电容的精度一般比较低,因此即便是完全相同的电路图,振荡频率的频偏也可能存在一定的差别。
(2)有源晶振Oscollator(振荡器)它是将振荡电路和晶体集成在一个封装内,加电即可输出时钟信号,频率精度较高,价格也略高。
常用的晶振的技术指标如下:(1)基准频率:晶振在完全理想条件下的振荡频率。
(2)工作电压:晶振的工作需要外部提供一定的电源电压,晶振输出的时钟信号上的噪声与电源再说紧密相关,因此在晶振器件资料上,对电源的质量有一定的要求。
(3)输出电平:晶振与晶体相比,最为突出的一点就是只要上电,就直接输出时钟信号。
时钟信号的电平也多种多样,支持的电平主要包括:TTL、CMOS、HCMOS、LVCOMS、LVPECL、LVDS等。
在选型中,应根据所需时钟电平的种类选择相应的晶振。
(4)工作温度范围:根据环境温度要求的不同,应选择对应的工作温度范围。
(5)频率精度:对应不同的工作温度范围,可选择不同的频率精度。
以±15ppm@-20~70℃为例,其含义是,在-20~70℃温度范围内,该晶振输出频率相对基准频率的偏差不会超过15ppm。
该参数是晶振的重要参数,包含了由于温度变化、电源电压波动、负载变化等因素引起的频率偏差。
(6)老化度:在恒定的外接条件下测量晶振频率,频率精度与时间之间的关系。
(7)启动时间:从上电到晶振输出频率的偏差达到规定的频率精度所需要的时间。
(8)时钟抖动(Jitter):在后面内容详细介绍。
(9)相位噪声:在后面内容详细介绍。
有源晶振和无源晶振比较
有源晶振和无源晶振比较
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。
图中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。
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。
关于晶振,看这一篇就够了。
关于晶振,看这一篇就够了。
一、晶振简介无源晶振,准确的说叫晶体(Crystal),它没有极性。
一般有两个引脚,需要专门的时钟电路和起振电容配合才能输出时钟信号。
晶体一般是2脚或者4脚,2脚最常见。
有源晶振(oscillator),只需要供电就可以输出时钟信号。
可以认为是晶体和外围电路的结合(晶振里面包含了晶体和起振电路)。
一般是四个引脚。
二、重要参数1、标称频率(Normal Frequency)晶振的标准频率,如8MHz、26MHz、32.768KHz等。
2、温度频差(Frequency Stability vs Temp)表示在特定温度范围内,工作频率相对于基准温度时工作频率的允许偏离,它的单位是ppm。
此值越小表示精度越高,1MHz的晶振,1个PPM就是1Hz的偏差。
3、负载电容CL负载电容是指晶振正常震荡工作所需要的电容。
为使晶体能够正常工作,需要在晶体两端外接电容,来匹配达到晶体的负载电容。
一般IC的数据手册中会给出负载电容的大小。
晶振负载电容的计算公式是:CL=C1*C2/(C1+C2)+Cic+CpC1和C2为晶振两脚对地电容,称为匹配电容。
Cic为集成电路内部电容,Cp为PCB板的寄生电容,一般大小为3~5pF。
匹配电容一般取C1=C2=2CL,这样并联起来就接近负载电容CL 了,在一般情况下,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。
如果晶体所接的IC内部有负载电容,那外部的C1和C2就不需要了。
三、PCB设计注意事项①两个匹配电容尽量靠近晶振摆放。
②晶振由石英晶体构成,容易受外力撞击或跌落的影响,所以在布局时,最好不要放在PCB边缘,尽量靠近芯片摆放。
③晶振的走线需要用GND保护好,并且远离敏感信号,如RF及高速信号。
④晶振的摆放需要远离热源,因为高温也会影响晶振频偏。
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。
贴片晶振的分类和应用范围
二、贴片晶振的应用范围
晶振产品广泛的应用在电源管理、仪器仪表、PC及周边小家电、通讯产品、语言逻辑、应用于DVB (数字机顶盒)、GPS(卫星定位)、DVD及数码相框、防火墙、高性能MODEM、路由器、VPN接入服务器、无线路由器、网络存储设备(NAS)、VOIP网关、数字硬盘录像机(Digital video recorder, DVR)、DSLAM s、高端打印机、教学演示网络设备、交换机、机顶盒、税控机、液晶显示驱动、鼠标、键盘、蓝牙音响、车载MP3、LCD控制板。
无源晶振与有源晶振(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。
贴片晶振即SMD晶振,是采用表面贴装技术制造封装的微小型化无插脚晶体振荡器,具有体积小,焊接方便,效率高等特点,在电子消费产品中十分常见。那么,贴片晶振的分类和应用范围,你都清楚吗?如果有不了解或不是很了解的话,可以看看下面松季电子的具体介
贴片晶振也分为无源晶振和有源晶振两种类型。
DSP时钟电路晶体惑晶振选择比较(精)
无源晶体与有源晶振的区别、应用范围及用法无源晶体与有源晶振的区别、应用范围及用法: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。
有源晶振与无源晶振
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。
图中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。
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。
在内部发生与水(H2O)电解相反的反应、将此时产生的电流输出到外部使用的电池。
与普通电池不同,无需更换电池及充电。
不过,需要供给氢气及甲醇等燃料。
通过这些燃料中含有的氢(H)在燃料电池内部与空气中的氧(O)发生反应,在生成 H2O的同时产生电流。
与其说是电池,倒不如说是发电机。
燃料电池以电池单元为基本构成要素,电池单元由空气极、燃料极、支撑催化剂的电解质膜,以及形成氢、氧供给通道和排水通道的隔板构成。
每个电池单元可产生0.7V左右的电压。
可通过控制电池单元的层积数量来决定整个系统的输出功率。
晶振基础知识介绍
晶振基础知识介绍晶振:即所谓石英晶体谐振器(无源)和石英晶体振荡器(有源)的统称。
无源和有源的区别: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。
晶振的原理:压电效应(物理特性):在水晶片上施以机械应力时,,会产生电荷的偏移,即为压电效应。
逆压电效应:相对在水晶片上印加电场会造成水晶片的变形即产生逆压电效应,利用这种特性产生机械振荡,变换成电气信号。
晶振的作用:一、为频率合成电路提供基准时钟,产生原始的时钟频率。
二、为电路产生震荡电流,发出时钟信号晶振的分类:一、按材质封装(1).金属封装-SEAMTYPE (2).陶瓷封装-GLASSTYPE二、贴装方式(1).直插封装-DIP (2).贴片封装-SMD三、按产品类型(1).crystal resonator—晶体谐振器(无源晶体)(2).crystal oscillator—晶体振荡器(有源晶振)---SPXO 普通有源晶体振荡器---VCXO电压控制晶体振荡器---TCXO 温度补偿晶体振荡器---VC-TCXO压控温补晶体振荡器(3).crystal filter—晶体滤波器(4).tuning fork x’tal (khz)-水晶振动子部分 KDS晶振图例:DT-14/DT-26/DT-38 DMX-26S DSX220G DSO321SR/221SR HC-49S/AT-49DSX321G/221 G SM-14J DSV531SV DSX530G/840GDSA/B321SDA晶振的名词术语:SMT :Surface Mount Technology 表面贴装技术SMD :Surface Mount Device 表面贴装元件OSC :Oscillator Crystal 晶体振荡器TCXO :Temperature Compensate X‘tal Oscillator 温度补偿晶体振荡器VC-TCXO :Voltage Controlled, Temperature Compensated Crystal Oscillator 压控温度补偿晶体振动器 VCXO :Voltage Control Oscillator 压控晶体振动器 DST410S/310S/210A DSX320G DSA/B321SCL HC-49SMD/SMD-49晶振的重要参数:1、标称频率F:晶体元件规范(或合同)指定的频率。
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。
晶振与晶体的参数详解
晶振与晶体的参数详解1. 晶振与晶体的区别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别MEMS硅晶振采用硅为原材料,采用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,具体表现在以下方面: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所有标准尺寸封装。
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。
3. 晶体谐振器的等效电路上图是一个在谐振频率附近有与晶体谐振器具有相同阻抗特性的简化电路。
其中:C1为动态电容也称等效串联电容;L1为动态电感也称等效串联电感;R1为动态电阻也称等效串联电阻;C0为静态电容也称等效并联电容。
这个等效电路中有两个最有用的零相位频率,其中一个是谐振频率(Fr),另一个是反谐振频率(Fa)。
当晶体元件实际应用于振荡电路中时,它一般还会与一负载电容相联接,共同作用使晶体工作于Fr和Fa之间的某个频率,这个频率由振荡电路的相位和有效电抗确定,通过改变电路的电抗条件,就可以在有限的范围内调节晶体频率。
关于晶振简介及典型应用探讨
关于晶振简介及经典应用的探讨研发中心硬件团队林伟华 2011-10-20摘 要:本论文主要介绍晶振的定义、晶振的分类、有源晶振及无源晶振的区别、有源晶振与无源晶振的经典应用及验证、我司晶振的实际应用情况、最后就晶振在使用过程中应注意的问题进行探讨。
关键词:晶振分类,有源晶振,无源晶振,应用Introduction and classical application of Crystal oscillatorLinweihuaAbstract: This paper mainly introduces the crystal to the definition, classification, active crystal and passive crystal distinction, classic application and verification. The practical application of crystal oscillator in our company, and do some research on the crystal oscillator in the use of the process should pay attention to.Key words: crystal classification, active crystal,passive crystal , application一、晶振的定义石英晶振即所谓石英晶体谐振器和石英晶体时钟振荡器的统称。
不过由于在消费类电子产品中,谐振器用的更多,所以一般的概念中把晶振就等同于谐振器理解了,后者就是通常所指钟振。
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、数字仪表、钟表等各种电子设备中。
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(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)。
有源和无源的区别
1).简单地讲就是需能(电)源的器件叫有源器件,无需能(电)源的器件就是无源器件。
有源器件一般用来信号放大、变换等,无源器件用来进行信号传输,或者通过方向性进行“信号放大”。
容、阻、感都是无源器件,IC、模块等都是有源器件。
(通俗的说就是需要电源才能显示其特性的就是有源元件,如三极管。
而不用电源就能显示其特性的就叫无源元件)2.)1. 无源器件的简单定义如果电子元器件工作时,其部没有任何形式的电源,则这种器件叫做无源器件。
从电路性质上看,无源器件有两个基本特点:(1)自身或消耗电能,或把电能转变为不同形式的其他能量。
(2)只需输入信号,不需要外加电源就能正常工作。
2. 有源器件的基本定义如果电子元器件工作时,其部有电源存在,则这种器件叫做有源器件。
从电路性质上看,有源器件有两个基本特点:(1)自身也消耗电能。
(2)除了输入信号外,还必须要有外加电源才可以正常工作。
由此可知,有源器件和无源器件对电路的工作条件要求、工作方式完全不同,这在电子技术的学习过程中必须十分注意。
一.常见的无源电子器件电子系统中的无源器件可以按照所担当的电路功能分为电路类器件、连接类器件。
1.电路类器件(1)二极管(diode)(2)电阻器(resistor)(3)电阻排(resistor network)(4)电容器(capacitor)(5)电感(inductor)(6)变压器(transformer)(7)继电器(relay)(8)按键(key)(9)蜂鸣器、喇叭(speaker)(10)开关(switch)2.连接类器件(1)连接器(connector)(2)插座(shoket)(3)连接电缆(line)(4)印刷电路板(pcb)二.常见的有源电子器件有源器件是电子电路的主要器件,从物理结构、电路功能和工程参数上,有源器件可以分为分立器件和集成电路两大类。
1.分立器件(1)双极型晶体三极管(bipolar transistor),一般简称三极管,bjt(2)场效应晶体管(field effective transistor)(3)晶闸管(thyristor),也叫可控硅(4)半导体电阻与电容——用集成技术制造的电阻和电容,用于集成电路中。
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无源晶体与有源晶振的区别、应用范围及用法:
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。
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。
特殊领域的应用如果找不到合适的晶振,也就是说设计的复杂性超出了市场上成品晶振水平,就必须自己设计了,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。