用非门74HC04与无源晶振产生时钟信号的两种电路
单片机晶振电路原理及作用_单片机晶振电路设计方案
单片机晶振电路原理及作用_单片机晶振电路设计在电子学上，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，而且价格高。
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。
单片机的内部时钟与外部时钟单片机有内部时钟方式和外部时钟方式两种：（1）单片机的XTAL1和XTAL2内部有一片内振荡器结构，但仍需要在XTAL1和XTAL2两端连接一个晶振和两个电容才能组成时钟电路，这种使用晶振配合产生信号的方法是内部时钟方式；（2）单片机还可以工作在外部时钟方式下，外部时钟方式较为简单，可直接向单片机XTAL1引脚输入时钟信号方波，而XTAL2管脚悬空。
数字电子技术认识实验——数字钟.ppt
74LS161计数器
L
74LS161计数器时序图
74LS161计数器功能表
计数
输入计 计数器输出 对应 输入计 计数器输出 对应
数脉冲 顺序
QD
QC
QB
QA
十进 制数
数脉冲 顺序
QD
QC
QB
QA
十进 制数
0 0000 0 8 1000 8 1 0001 1 9 1001 9 2 0 0 1 0 2 10 1 0 1 0 10 3 0 0 1 1 3 11 1 0 1 1 11 4 0 1 0 0 4 12 1 1 0 0 12 5 0 1 0 1 5 13 1 1 0 1 13 6 0 1 1 0 6 14 1 1 1 0 14
7 0 1 1 1 7 15 1 1 1 1 15
➢制计数器
74LS161接成10进 制计数器
74LS161接成6进制 计数器
与非门用74LS00
与非门74LS00引脚
书上第298页
六十进制计数器（显示秒或分）
24进制计数器（显示小时）
用74LS00
Qa Qb Qc Qd
Qa Qb Qc Qd
同步60进制（或24进制）计数器
将十进制和六进制连接起来，然后再分别将十进制的输出 （Q1d6V、CC15Qf c1、4 g Q13ba 、12 bQ1a1 c）10和d 9六e进制1的6VC输C15 f出14(gQ1d3 a、12Qb c1、1 c Q10 bd 、9 eQa ）分
查功能是否正确。
手动检查无误后，再用实验箱上的CP方波作为 输入脉冲。
用示波器观察并记录计数器的CP端和QD、QC、 QB、QA端的波形，对计数器进行动态测试。
应用于井下仪器的无源晶振起振电路的设计与实现
本文基于AD7741芯片、74HC04非门,设计了两种可以应用于井下仪器并为其提供时钟源的无源晶振起振电路，并根据井下仪器的工作环境，设计了常温和高温175℃的实验对电路稳定性进行检测，根据实验结果对比，在74HC04芯片非门的基础上，提出了更优的基于CPLD的无源晶振电路设计,并进行样板检测证明该电路是合理可行的。
随着世界经济的发展，各国对石油天然气资源的需求也越来越大，井下作业的仪器设备需求量急速增长，但由于井下高温，高压，振动冲击和泥浆的恶劣工作环境对仪器设备的各方面要求较高。
而在仪器结构和其它模块都确定的情况下，硬件电路的设计与实现就成为了仪器能否可靠稳定工作关键。
但在实际应用中硬件电路中元器件在高温、高压、强冲击下易产生烧毁、开路、电参数飘移等失效方式[4]，对仪器的正常工作及安全生产造成了影响，所以设计开发可以应用于井下仪器的耐高温、高压、能承受冲击的电路对井下作业的发展有很大的促进作用。
应用于井下仪器设备的电路设计在电子电路设计及处理器芯片的应用中，时钟电路是高速处理电路及设备不可或缺的一部分，所以时钟电路的稳定性及可靠性就显得至关重要。
本文对应用于井下仪器中晶振电路的设计进行了具体研究，通过综合比较不同设计方案的晶振电路尺寸、电子元器件的特点以及工作可靠性等影响因素，选择出适用于本设计的晶振配置，并进行了实验验证。
1原理设计晶振在电路中的作用是为系统的各个部件提供基准频率。
应用中一般可选石英晶体谐振器作为无源晶振crystal（晶体），或选石英晶体时钟振荡器作为有源晶振oscillator（振荡器）[1]。
无源晶振由于其高品质因数(Q值)、高稳定性、小尺寸和低成本作为优良的频率选择与控制器件, 用途极为广泛, 现正向高基频、高性能、高可靠和微小型化方向发展[4]。
因此针对井下测井仪器高温高压的工作环境，以及仪器工作的恶劣环境的适用性，尽可能的减少贴片电子元器件的使用，节省电路所占的空间，设计了可以应用于井下仪器的无源晶振起振电路。
关于反相器与晶振组成振荡电路（精）
关于反相器与晶振组成振荡电路（精）问题：从网上看的反相器晶体振荡电路，都和反相器有一个并联电阻，起反馈作用。
但是我实际操作时为什么能有这个电阻呢？有了就不振荡了。
只需把反相器与晶体并联就行了，这个是为什么呢？望指点！回答：之所以你看到的有关反相器晶体振荡器的电路上都有并联一个电阻，是因为此时的反相器是一个真正意义上的反相器，即它的放大倍数趋近于无穷大，而要想构成一个振荡器，要求放大电路有一个合适的增益，这个增益并非越大越好，因此通常会加入反馈电阻降低电路的增益为一个合适的值，这就是加入电阻的作用。
你在实际中遇到的不用并联电阻就可以工作的反相器，它本身的增益不是无穷大，而是一个相对合适的数值，这样的反相器如果并联上电阻反而会因为增益过低而无法振荡。
反相器？太笼统！振荡器需要的是[反相放大器]，而不是[反相器]。
为了使反相器与晶振连接产生震荡，反相器必须偏置到电源的一半，才进入[防大区]。
电阻的作用就是偏置，使之进入线性放大区，构成震荡。
如果[反相器]本身就是工作在线性放大区，这个电阻可以去掉！如果保持原有放大器的放大倍数，又要加电阻，请用两个串联电阻替代原来的电阻，并且在两个电阻的中间的连接点上接一个电容到[地]。
让交流反馈为零，直流反馈为1。
保你成功！在这个例子中输入偏置是由输出端通过反馈电阻提供的，通过反馈输入端和输出端稳定在一个接近中点的点平上，构成了模拟放大器，所以这里的电阻是反馈电阻而不是偏置电阻。
不能因为它在反馈的同时提供了输入电流就简单地称其为偏置电阻。
谢谢两位得解答，受益非浅。
因为反相器是一个PMOS和一个NMOS组成得，接入并联晶振后成了一个放大器，使得晶振发起振荡？不知道我这样得理解是不是准确。
还有我想知道什么型号的反相器频率比较高？我使用74HC04和74HCT04两种的。
当晶振频率达到10MHz时出来的就成了锯齿波了，在4MHz左右时是方波，但是延时已较大了。
不知道有人用过没有，什么型号的能达到很高的频率方波？这种理解基本正确，要想构成正弦波振荡器，必须使用模拟的放大器，加入负反馈电阻就是构建模拟放大器的举措。
时钟电路的工作原理
时钟电路的工作原理时钟电路是一种常见而重要的电子电路，用于测量和显示时间。
它在各种电子设备和系统中广泛应用，如电子手表、计算机、手机等。
本文将介绍时钟电路的工作原理及其基本组成部分。
一、时钟电路的基本原理时钟电路的基本原理是利用稳定振荡信号来进行时间计数，从而精确地测量和显示时间。
它通常由时钟振荡器、计数器和显示器等组件组成。
1. 时钟振荡器时钟振荡器是时钟电路的核心部分，它产生稳定的振荡信号以供后续的计数和显示。
常见的时钟振荡器有晶体振荡器和RC振荡器。
晶体振荡器是一种利用石英晶体具有稳定振荡特性的原理制作的振荡器。
石英晶体具有机械和电学耦合效应，使得它在外加电场或机械应力作用下能够迅速振荡。
晶体振荡器一般采用谐振回路结构，通过与晶体振荡频率相匹配的电路使其发生共振，从而输出稳定的振荡信号。
RC振荡器则利用电容和电阻组成的回路产生振荡信号。
由于电容和电阻的性质不够稳定，RC振荡器的频率相对较不精确，但在一些简单的应用中仍然可以满足需求。
2. 计数器计数器是时钟电路的另一个重要组成部分，它通过计数功能实现时间的测量和累加。
计数器根据时钟振荡器提供的脉冲信号进行计数，从而实现时间的推移。
计数器可以分为同步计数器和异步计数器两种类型。
同步计数器在每个脉冲信号到达时，所有的触发器同时更新计数器的值；异步计数器则是在一个或多个特定的触发器翻转时，才会更新计数器的值。
根据需要，可以选择适当的计数器类型。
3. 显示器显示器用于将计数器的结果以可视化的方式展示出来，以便观察者能够直观地了解时间的流逝。
常见的显示器种类包括数码管、液晶显示器和LED显示器等。
数码管是一种类似于七段显示器的数字显示设备，它由七个LED 灯组成，每个灯代表一个数字。
通过控制LED的亮灭状态，可以实现各种数字的显示。
液晶显示器则利用液晶材料的特性，通过控制液晶层的电场来实现显示。
液晶显示器具有较高的分辨率和显示效果，广泛应用在各种电子设备中。
RFID实验
的方波信号。波形虽然不是标准的正弦波，但经过末级
功放的选频网络可将波形还原成正弦波。
2.2 高频功率放大器
高频功率放大器是为应答器提供能量的电路，因此是整个
RFID系统最重要的部分。衡量功率放大器的指标有两个：
一个是要求输出功率大；一个是要求集电极的耗散功率低，
果。
在RFID系统中天线是传输能量和信息的一个关键环节。
天线是一种以电磁波形式把无线电收发机的射频信号功
率接收或辐射出去的装置。RFID系统包括两类天线：
阅读器天线和应答器天线。阅读器天线用于发射高频电
磁波和接收应答器返回的数据信息，应答器天线用于接
收阅读器天线发射的高频电磁波，并将磁场能转换为电
产生的交变磁场时，阅读器的电感线圈上会产生感应电
压。当距离够近，应答器天线电路所获得的能量可以供
应答器芯片正常工作时，应答器和阅读器才能进入信息
交互阶段。
电感耦合方式的射频载波频率（称为工作频率）为
应答器
RFID实验系统的工作过程是：接通阅读器电源后，高频
振荡器产生13.56MHz方波信号，经功率放大器放大后输
送到天线线圈，在阅读器的天线线圈周围会产生高频强电
磁场。当应答器线圈靠近阅读器线圈时，一部分磁力线穿
过应答器的天线线圈，通过电磁感应，在应答器的天线线
圈上产生一个高频交流电压，该电压经过应答器的整流电
电容三点式振荡器电路的特点是振荡频率可做得
较高,一般可达到100MHz以上,由于C2对高次谐波阻抗小
,使反馈电压中的高次谐波成分较小,因而振荡波形较好。
另外当振荡频率较高时，C1,C2的值很小，三极
管的级间电容就会对频率的产生影响。
非门报警电路实验报告
一、实验目的1. 理解并掌握非门电路的基本原理和特性。
2. 通过搭建非门报警电路，验证非门电路的逻辑功能。
3. 学习电路设计与调试的基本方法，提高动手能力。
二、实验原理非门（NOT gate）是逻辑门电路中最基本的一种，它只有一个输入端和一个输出端，其输出信号总是与输入信号相反。
在非门报警电路中，当输入信号满足特定条件时，非门将输出高电平，从而触发报警器。
三、实验仪器与设备1. 非门芯片（如74HC04）2. 报警器3. 电阻4. 电容5. 电池6. 连接线7. 实验板8. 示波器（可选）四、实验步骤1. 电路设计：- 根据实验要求，设计非门报警电路的原理图。
- 选择合适的非门芯片，并按照原理图连接电路。
2. 电路搭建：- 将非门芯片安装在实验板上。
- 按照原理图连接电阻、电容、报警器和电池等元件。
- 确保电路连接正确，无短路或断路现象。
3. 电路调试：- 使用示波器（如有）检测非门输入端和输出端的电压波形。
- 调整电路参数，使非门电路正常工作。
4. 报警测试：- 向非门输入端施加不同的电压信号，观察报警器是否触发。
- 验证非门电路的逻辑功能是否满足报警要求。
五、实验数据与结果1. 实验数据：| 输入电压（V） | 输出电压（V） | 报警状态 || :-----------: | :-----------: | :------: || 0 | 5 | 未报警 || 5 | 0 | 已报警 |2. 实验结果：通过实验，验证了非门电路的逻辑功能，当输入电压为5V时，非门输出0V，报警器触发；当输入电压为0V时，非门输出5V，报警器未触发。
六、实验分析与讨论1. 非门电路特性：非门电路具有简单的逻辑功能，当输入信号为高电平时，输出低电平；当输入信号为低电平时，输出高电平。
在报警电路中，非门起到判断输入信号是否满足报警条件的作用。
2. 电路参数调整：在实验过程中，通过调整电阻和电容的值，可以改变电路的响应速度和灵敏度。
时钟电路设计概述-数字电路设计
时钟电路设计概述-数字电路设计本文一般性地讲解了数字电路设计中的时钟电路设计，包括有源晶振，无源晶振，时钟缓冲器，并探讨了有关EMC，端接电阻和信号完整性的设计要点，设计经验来自于生花通信（Signalsky）的数字电路设计工程师。
时钟信号产生电路先看图1中的两个时钟电路，不用我说，相信读者一眼就可以看得出来，左边的那个是有源晶振电路，右边的是无源晶振电路。
图1 两个时钟电路振荡器就是可以产生一定频率的交变电流信号的电路晶体振荡器，简称晶振，是利用了晶体的压电效应制造的，当在晶片的两面上加交变电压时，晶片会反复的机械变形而产生振动，而这种机械振动又会反过来产生交变电压。
当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其它频率下的振幅大得附加外部时钟电路，一般是一个放大反馈电路，只有一片晶振是不能实现震荡的多，产生共振，这种现象称为压电谐。
晶振相对于钟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。
如果把完整的带晶体的振荡电路集成在一块，可能再加点其它控制功能集成到一起，封装好，引几个脚出来，这就是有源晶振，时钟振荡器，或简称钟振。
英文叫Oscillator，而晶体则是Crystal。
可以说Oscillator是Crystal经过深加工的产品，而Crystal是原材料。
好多钟振一般还要做一些温度补偿电路在里面。
让振荡频率能更加准确。
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。
典型无源晶振电路图2是典型的无源晶振电路。
图2 典型的无源晶振电路•与晶振并联的电阻的作用与晶振并联的电阻R4是反馈电阻，是为了保证反相器输入端的工作点电压在VDD/2，这样在振荡信号反馈在输入端时，能保证反相器工作在适当的工作区。
虽然去掉该电阻时，振荡电路仍工作了。
但是如果从示波器看振荡波形就会不一致了，而且可能会造成振荡电路因工作点不合适而停振。
单片机和无源晶振、有源晶振的关系
转载自：MCU,单片机,全称单片微型计算机。
它相当于一个微型计算机,只是相对于计算机来说少了输入和输出设备,是把一个计算机系统集合到一个芯片上。
而每个单片机系统里都有一款晶振,它就相当于单片机系统的心脏,如果没有晶振那单片机也就工作不起来。
晶振的作用就是产生时钟频率,单片机的运行速度就和晶振产生的时钟频率相搭边,时钟频率越高单片机的速度也就越快。
石英晶振内部都有一块石英晶体,它可以把电能和机械能互相转换,从而给电子系统提供稳定、精确的单频振荡。
石英水晶振子也有高等普通之分,普通晶振频率精度就可达到50%,高级晶振的频率精度可想而知了,但是高级晶振就价格也相对较高。
晶振分为两大类,无源晶振（石英晶体谐振器）,有源晶振（石英晶体振荡器）。
石英晶体谐振器的价格一般都是比较廉价的,但是相对的缺陷也是有的,信号质量较差、需要精确匹配外围电路，更换不同频率的晶振是也比较麻烦。
石英晶体振荡器的价格要比无源晶振的价格高上不少,而且灵活性也较差,但是一分钱一分货,有源晶振不需要芯片内部有振荡器,型号也较好,比较稳定。
不需要复杂的匹配电路和链接方式,产线生产也快。
石英晶体振荡器如果按照现代社会的要求来说,可以范围内为4种：OCXO恒温晶振、TCOX温补晶振、SPXO普通振荡器、VCXO 压控晶振。
关于石英晶体振荡器我们之前已经跟大家讲过了,就先不讲了,等后期有新知识再教给大家。
今天给大家说说这无源晶振电路怎么选择负载电容。
无源晶振在电子产品中用的比较多,用量也比较大,而每一款晶振都有各自的特性,负载电容也不例外。
1.在电子产品许可的范围里负载电容值越小越好。
2.输出电容值要大于输入值,这也可以加快晶振起振。
3.工程在挑选外部元件的时候数值应该和晶振参数相匹配。
晶振输出波形的选择
无源晶振输出波形为正弦波，有源晶振输出波形为正弦波或方波。
有源晶振本身输出是正弦波，在其内部加了整形电路，所以输出是方波，正弦波一般用的很少，普遍用的都是方波输出（很多时候在示波器上看到的还是波形不太好的正弦波，这是由于示波器的带宽不够。
例如：有源晶振20MHz，如果用40MHz或60MHz的示波器测量，显示的是正弦波，这是由于方波的傅里叶分解为基频和奇次谐波的叠加，带宽不够的话，就只剩下基频20MHz和60MHz的谐波，所以显示正弦波。
完美的再现方波需要至少10倍的带宽，5倍的带宽只能算是勉强，所以需要至少100M的示波器。
）。
输出波形有：正弦波、LVDS、PECL、CMOS、TTL LVDS（Low Voltage Differential Signal）即低电压差分信号。
(P)ECL是高速领域内一种十分重要的逻辑电路，它的优良特性使它广泛应用于高速计算机、高速计数器、数字通信系统、雷达、测量仪器和频率合成器等方面。
TTL和CMOS是通用的逻辑电平。
至于后面的15PF、50PF是这些输出波形的匹配负载。
方波主要用于数字通信系统时钟上，用来驱动时纯计数电路或门电路，对方波主要有输出电平、占空比、上升/下降时间、驱动能力等几个指标要求。
正弦波主要用于对EMI、频率干扰有特殊要求的电路，这种电路要求输出的高次谐波成分很小；后面有模拟电路选用正弦波也是比较好的选择。
通常需要提供例如谐波、噪声和输出功率等指标。
方波输出功率大，驱动能力强，但谐波分量丰富；正弦波输出功率不如方波，但其谐波分量小很多。
有源晶振的频率输出必定要有某个波形作为输出载体，波形的输出也必定会伴随着某个负载值。
在实际使用中，波形负载也是晶振的非常重要参数指标。
选择不当的话，轻则导致晶振或其他模块工作不正常，功能无法实现，重则损坏模块甚至整机。
晶振的输出波形主要有三大类：正弦波、方波和准正弦波。
晶振负载主要有以下几种：1、正弦波：负载50欧姆或1k欧姆；2、方波：N个TTL负载或N个PF电容；3、准正弦波：10K欧姆并联10PF电容；此外还有差分输出PECL、LVDS等高频（100MHz以上）常用的，实际使用中晶振的输出一般用于驱动以下电路形式：1、同轴电缆类的长线输出；2、滤波器类的电路的输出；以上两种电路一般适用于50欧姆的负载。
74集成电路系列的数字钟的设计
基于multisim 10.0的数字时钟仿真设计一、设计目的1、综合运用数字电路的知识，掌握数字时钟的设计方法。
2、掌握计数器、译码器、分频器的设计原理和设计方法。
3、掌握运用仿真软件multisim 10.0设计综合数字电路的方法。
二、设计意义数字时钟是用数字集成电路构成的、用数码显示的一种现代计时器，与传统机械表相比，它具有走时准确、校时方便、显示直观、无机械传动装置等特点，因而广泛应用于车站、码头、机场、商店等公共场所。
在控制系统中，数字时钟也常用来做定时控制的时钟源。
三、设计要求1、设计一个具有时、分、秒的十进制数字显示的计时器。
2、具有手动校时、校分的功能。
3、通过开关能实现小时的十二进制和二十四进制转换。
4、具有整点报时的功能。
5、用74系列集成电路设计实现6、电路实现的各功能部分用子电路表示。
四、数字时钟的工作原理数字时钟由振荡器、分频器、计数器、译码显示、报时等电路组成。
其中，振荡器和分频器组成标准秒信号发生器，直接决定计时系统的精度。
系统具有时、分、秒的十进制数字显示，因此，应有计数电路分别对“秒脉冲”、“分脉冲”和“时脉冲”计数；由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统。
将标准秒信号送入采用六十进制的“秒计数器”，每累计60s就发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。
“分计数器”也采用六十进制计数器，每累计60min，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。
“时计数器”采用二十四进制或十二进制计数器，可实现对一天24h或10h的累计。
译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态通过六位七段译码显示器显示出来，可进行整点报时，计时出现误差时，可以用校时电路校时、校分。
数字时钟的原理框图如图1所示。
图1 数字时钟的原理框图五、单元电路设计单元电路分为小时计时模块、分钟和秒计时模块、整点译码电路、时钟产生电路、校时电路等。
待单元电路设计完成后，将各单元电路进行封装连接得到总体电路，进行总体电路的仿真、调试，最终完成数字时钟的设计。
晶振输出波形的选择
无源晶振输出波形为正弦波，有源晶振输出波形为正弦波或方波。
有源晶振本身输出是正弦波，在其内部加了整形电路，所以输出是方波，正弦波一般用的很少，普遍用的都是方波输出（很多时候在示波器上看到的还是波形不太好的正弦波，这是由于示波器的带宽不够。
例如：有源晶振20MHz，如果用40MHz或60MHz的示波器测量，显示的是正弦波，这是由于方波的傅里叶分解为基频和奇次谐波的叠加，带宽不够的话，就只剩下基频20MHz和60MHz的谐波，所以显示正弦波。
完美的再现方波需要至少10倍的带宽，5倍的带宽只能算是勉强，所以需要至少100M的示波器。
）。
输出波形有：正弦波、LVDS、PECL、CMOS、TTLLVDS（LowVoltageDifferentialSignal）即低电压差分信号。
(P)ECL是高速领域内一种十分重要的逻辑电路，它的优良特性使它广泛应用于高速计算机、高速计数器、数字通信系统、雷达、测量仪器和频率合成器等方面。
TTL和CMOS是通用的逻辑电平。
至于后面的15PF、50PF是这些输出波形的匹配负载。
方波主要用于数字通信系统时钟上，用来驱动时纯计数电路或门电路，对方波主要有输出电平、占空比、上升/下降时间、驱动能力等几个指标要求。
正弦波主要用于对EMI、频率干扰有特殊要求的电路，这种电路要求输出的高次谐波成分很小；后面有模拟电路选用正弦波也是比较好的选择。
通常需要提供例如谐波、噪声和输出功率等指标。
方波输出功率大，驱动能力强，但谐波分量丰富；正弦波输出功率不如方波，但其谐波分量小很多。
有源晶振的频率输出必定要有某个波形作为输出载体，波形的输出也必定会伴随着某个负载值。
在实际使用中，波形负载也是晶振的非常重要参数指标。
选择不当的话，轻则导致晶振或其他模块工作不正常，功能无法实现，重则损坏模块甚至整机。
晶振的输出波形主要有三大类：正弦波、方波和准正弦波。
晶振负载主要有以下几种：1、正弦波：负载50xx或1kxx；2、方波：N个TTL负载或N个PF电容；3、准正弦波：10K欧姆并联10PF电容；此外还有差分输出PECL、LVDS等高频（100MHz以上）常用的，实际使用中晶振的输出一般用于驱动以下电路形式：1、同轴电缆类的长线输出；2、滤波器类的电路的输出；以上两种电路一般适用于50欧姆的负载。
74ls04晶振
40kHZ的信号产生电路要怎么设计？这个问题很简单，用振荡器，用单片机，CpLD都行的。
用单稳也行，74系列的123吧，就行74ls04+晶振.再分频.精度不高.直接上NE555制２．４ＧＨｚ数字频率计业余电子爱好者大都希望有一台数字频率计。
目前，数字集成电路价格不断下降，各种拆机保用件更是价廉物美，原来上百元一块的微波分频器ＭＢ５０６邮购价已降到４元左右，这给自制数字频率计提供了很大方便。
不久前，本人用邮购的数字集成电路自制了一台２．４ＧＨｚ数字频率计，成本仅几十元。
该频率计测频范围分１０Ｈｚ～５０ＭＨｚ、５０ＭＨｚ～２．４ＧＨｚ两挡；输入灵敏度达３０ｍＶ；由于对晶振电路采取了简易恒温措施，故频率稳定度可达１０－６。
现将制作方法介绍如下：电路原理该频率计的电路如图所示，共由六部分组成。
１．八位计数器。
由４块７４ＨＣ３９０，８块７０ＬＳ２４７和８个共阳数码管等构成，因本电路在其他电子报刊上多有介绍，故原理从略。
该计数器计数频率可达到５０ＭＨｚ（气温低时实测可达７０ＭＨｚ）。
为简化电路，八位数码管共用一个限流电阻。
另外，考虑到业余制作频率计要求不高，本电路既未设置计数消隐，也未利用集成块的无效零清隐功能。
如果有的爱好者认为需要，可参考有关资料加上。
２．微波分频电路。
由一块ＭＢ５０６及外围元件构成，ＭＢ５０６是一块有６４、１２８、２５６三种分频比的微波分频电路，最高工作频率２．４ＧＨｚ。
改变③、⑥脚的接法，可得到不同分频比，本电路中的接法为１２８分频。
由于ＭＢ５０６自带放大、整形电路，故应用电路极为简单。
②脚为电源端，由Ｋ１－２控制，当使用５０ＭＨｚ～２．４ＧＨｚ挡时接入＋５Ｖ，不用时断开，以减小干扰。
④脚为输出端，由Ｋ１－１控制其是否接入电路。
３．５０ＭＨｚ放大整形及闸门电路。
由一块７４ＨＣ００及外围元件组成。
７４ＨＣ００是２输入四与非门，其中两个与非门接成非门形式，组成放大整形电路。
电阻Ｒ５和Ｒ６为偏置电路，一些书刊介绍ＣＭＯＳ非门作放大器时应偏置到电源中点，但本人实验证实，用１ＭΩ和１．３ＭΩ的电阻构成偏置电路灵敏度最高。
EMC设计攻略（3）—时钟
EMC设计攻略（3）—时钟
时钟晶体电路
时钟晶体电路一般有两种：无源晶体电路和有源震荡器电路。
时钟晶体电路一般是辐射发射的干扰源。
1 无源晶体
无源晶体标准电路如下：
在实际设计时，R3电阻和C3电容为预留设计。
R3电阻可帮助启震；C3电容可改善震荡信号质量。
2 有源震荡器
标准电路如下：
实际设计时，C1是预留设计。
C1电容可改善震荡器输出信号质量。
供电磁珠一般不可缺省，其作用时防止震荡器的高频信号通过电源污染外部电路。
时钟芯片电源管脚采用LC滤波电路或者PI滤波电路；晶体外壳要做接地设计；时钟信号分叉时在分叉后每路都设置匹配电阻，匹配电阻靠近时钟芯片；T型网络，或采用末端匹配。
声明：。
3.1晶体振荡器电路
逻辑芯片设计的数字电子时钟1设计指标（1）设计制作一个数字电子钟；（2）时间计数电路采用24进制，从00开始到23后再回到00；（3）各用2位数码管显示时、分、秒；（4）具有手动校时、校分功能，可以分别对时、分进行单独校正；（5）计时过程具有报时功能，当时间到达整点前10秒开始，蜂鸣器响1秒停1秒地响5 次。
2数字钟的构成数字电子钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。
由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1HZ时间信号必须做到准确稳定。
通常使用石英晶体振荡器电路构成数字钟。
图1所示为数字钟的一般构成框图。
图1 数字钟的组成框图2.1晶体振荡器电路晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Hz的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。
不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。
2.2分频器电路2）次分频后得到1Hz的方波频器电路将32768Hz的高频方波信号经32768（15信号供秒计数器进行计数。
分频分器实际上也就是计数器。
2.3时间计数器电路时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器，而根据设计要求，时个位和时十位计数器为24进制计数器。
2.4译码驱动电路译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
2.5数码管数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管，本设计提供的为双位18脚ＬＥＤ数码管。
3数字钟的工作原理3.1晶体振荡器电路晶体振荡器是构成数字式时钟的核心，它保证了时钟的走时准确及稳定。
图2所示电路通过ＣＭＯＳ非门构成的输出为方波的数字式晶体振荡电路，这个电路中，ＣＭＯＳ非门Ｕ１与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路，Ｕ２实现整形功能，将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。
单片机时钟电路
单片机时钟电路
单片机时钟电路是单片机系统中的一个重要组成部分，它提供了单片
机系统的时钟信号，控制着单片机的运行速度和时序。
单片机时钟电路通
常由晶振、晶振电容、时钟电路和复位电路等组成。
晶振是单片机时钟电
路的核心部件，它是一种能够产生稳定振荡信号的元件。
晶振通常由晶体
和金属电极组成，晶体的振荡频率由晶体的尺寸和材料决定。
晶振的频率
越高，单片机的运行速度就越快。
晶振电容是晶振电路中的一个重要组成
部分，它用于调节晶振的频率和稳定晶振的振荡。
晶振电容通常由两个电
容器组成，它们分别连接在晶振的两个引脚上。
时钟电路是单片机时钟电
路中的另一个重要组成部分，它用于将晶振产生的振荡信号转换成单片机
系统所需的时钟信号。
时钟电路通常由多个逻辑门和计数器组成，它们协
同工作，产生出单片机系统所需的时钟信号。
复位电路是单片机时钟电路
中的最后一个组成部分，它用于在单片机系统启动时将单片机的内部状态
清零，确保单片机系统能够正常运行。
复位电路通常由一个复位电路芯片
和一个复位电路电容组成，它们协同工作，确保单片机系统能够正常启动。
总之，单片机时钟电路是单片机系统中的一个重要组成部分，它提供了单
片机系统的时钟信号，控制着单片机的运行速度和时序。
在单片机系统设
计中，需要根据具体的应用需求选择合适的晶振和时钟电路，确保单片机
系统能够稳定运行。
用非门74HC04与无源晶振产生时钟信号的两种电路
⽤⾮门74HC04与⽆源晶振产⽣时钟信号的两种电路⽤⾮门74HC04与⽆源晶振产⽣时钟信号的两种电路第⼀种如下图所⽰，此电路晶振频率不能太⾼，5Mhz以上不适⽤。
不作研究第⼆种如下图，⽐较好⽤。
以下是⽹上摘录的关于该电路的相关描述：时钟信号为CMOS电平输出，频率等于晶振的并联谐振频率。
74HC04相当于⼀个有很⼤增益的放⼤器；R2是反馈电阻，取值⼀般≥1MΩ，它可以使反相器在振荡初始时处于线性⼯作区，不可以省略，否则有时会不能起振。
R1作为驱动电位调整之⽤，可以防⽌晶振被过分驱动⽽⼯作在⾼次谐波频率上。
C1、C2为负载电容，实际上是电容三点式电路的分压电容，接地点就是分压点。
以接地点即分压点为参考点，输⼊和输出是反相的，但从并联谐振回路即⽯英晶体两端来看，形成⼀个正反馈以保证电路持续振荡。
C1、C2会稍微影响振荡频率。
74HC04可以⽤74AHC04或其它CMOS电平输⼊的反相器代替，不过不能⽤TTL电平输⼊的反相器，因为它的输⼊阻抗不够⼤，远⼩于电路的反馈阻抗。
实际使⽤时要处理好R1和R2的值，经试验，太⼩的R1或太⼤的R2会有可能导致电路⼯作在晶振的⾼次谐振频率上（常见的是3次谐波，10MHz的晶振会产⽣30MHz的频率输出）。
对于10MHz的晶振，采⽤R1=220Ω、R2=1MΩ可以使电路稳定输出10MHz 的⽅波时钟信号。
晶振电路⽤反向器（74LS00）与晶振、两个⼩电容、⼀个⼤电阻。
⽤的是典型电路，可在⽰波器上就是不振?HC的或HCT的才⾏，如果电容⼩的话，应该⽤MOS输⼊的门。
LS芯⽚的最⾼截⽌频率没问题，原因是LS芯⽚需⼀个百欧级偏置电阻才能达到线性状态，此时增益⼜不够。
HC和LS速度上并⽆区别（最⼤40兆），问题出在振荡电路是将⾮门当成线性反向放⼤器来使⽤。
HC只要加个10兆电阻即可，此时仍有⾜够的放⼤倍数（约100）。
LS加个1兆电阻仍是⾮线性状态，不可能振荡，需要5千才能线性，但此时负反馈太深，放⼤倍数过⼩（⼩于10），仍不可能振荡。
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用非门74HC04与无源晶振产生时钟信号的两种电路
第一种如下图所示，此电路晶振频率不能太高，5Mhz以上不适用。
不作研究
第二种如下图，比较好用。
以下是网上摘录的关于该电路的相关描述：
时钟信号为CMOS电平输出，频率等于晶振的并联谐振频率。
74HC04相当于一个有很大增益的放大器；R2是反馈电阻，取值一般≥1MΩ，它可以使反相器在振荡初始时处于线性工作区，不可以省略，否则有时会不能起振。
R1作为驱动电位调整之用，可以防止晶振被过分驱动而工作在高次谐波频率上。
C1、C2为负载电容，实际上是电容三点式电路的分压电容，接地点就是分压点。
以接地点即分压点为参考点，输入和输出是反相的，但从并联谐振回路即石英晶体两端来看，形成一个正反馈以保证电路持续振荡。
C1、C2会稍微影响振荡频率。
74HC04可以用74AHC04或其它CMOS电平输入的反相器代替，不过不能用TTL电平输入的反相器，因为它的输入阻抗不够大，远小于电路的反馈阻抗。
实际使用时要处理好R1和R2的值，经试验，太小的R1或太大的R2会有可能导致电路工作在晶振的高次谐振频率上（常见的是3次谐波，10MHz的晶振会产生30MHz的
频率输出）。
对于10MHz的晶振，采用R1=220Ω、R2=1MΩ可以使电路稳定输出10MHz 的方波时钟信号。
晶振电路
用反向器（74LS00）与晶振、两个小电容、一个大电阻。
用的是典型电路，可在示波器上就是不振?
HC的或HCT的才行，如果电容小的话，应该用MOS输入的门。
LS芯片的最高截止频率没问题，原因是LS芯片需一个百欧级偏置电阻才能达到线性状态，此时增益又不够。
HC和LS速度上并无区别（最大40兆），问题出在振荡电路是将非门当成线性反向放大器来使用。
HC只要加个10兆电阻即可，此时仍有足够的放大倍数（约100）。
LS加个1兆电阻仍是非线性状态，不可能振荡，需要5千才能线性，但此时负反馈太深，放大倍数过小（小于10），仍不可能振荡。
原先CMOS比TTL的速度低，高速CMOS与TTL的速度低错不多，由于CMOS的优点工耗低，故得以发展，HC就是高速CMOS，但TTL的可靠性要好（短路不会烧掉，CMOS 就不同啦）。
我想很多的单片机爱好者对晶振两边要接22或者30pF的电容不理解，因为电容有些时候是可以不要的。
其实单片机和其他一些IC的振荡电路的真名叫“三点式电容振荡电路”，如下图
Y1是晶体，相当于三点式里面的电感，C1和C2就是电容，5404非门和R1实现一个NPN的三极管，接下来分析一下这个电路。
5404必需要一个电阻，不然它处于饱和截止区，而不是放大区，R1相当于三极管的偏置作用，让5404处于放大区域，那么5404
就是一个反相器，这个就实现了NPN三极管的作用，NPN三极管在共发射极接法时也是一个反相器。
大家知道一个正弦振荡电路要振荡的条件是，系统放大倍数大于1，这个容易实现，相位满足360度，与晶振振荡频率相同的很小的振荡就被放大了。
接下来主要讲解这个相位问题： 5404因为是反相器，也就是说实现了180°移相，那么就需要C1，C2和Y1实现180°移相就可以，恰好，当C1，C2，Y1形成谐振时，能够实现180移相，这个
大家可以解方程等，把Y1当作一个电感来做。
也可以用电容电感的特性，比如电容电压落后电流90°，电感电压超前电流90°来分析，都是可以的。
当C1增大时,C2端的振幅增强，当C2降低时，振幅也增强。
有些时候C1，C2不焊也能起振，这个不是说没有C1，C2，而是因为芯片引脚的分布电容引起的，因为本来这个C1，C2就不需要很大，所以这一点很重要。
接下来分析这两个电容对振荡稳定性的影响。
因为5404的电压反馈是靠C2的，假设C2过大，反馈电压过低，这个也是不稳定，假设C2过小，反馈电压过高，储存能量过少，容易受外界干扰，也会辐射影响外界。
C1的作用对C2恰好相反。
因为我们布板的时候，假设双面板，比较厚的，那么分布电容的影响不是很大，假设在高密度多层板时，就需要考虑分布电容。
有些用于工控的项目，建议不要用无源晶振的方法来起振，而是直接接有源晶振。
也是主要由于无源晶振需要起振的原因，而工控项目要求稳定性要好，所以会直接用有源晶振。
在有频率越高的频率的晶振，稳定度不高，所以在速度要求不高的情况下会使用频率较低的晶振。