专家详解有源晶振和无源晶振输出波形
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。
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。
晶振资料总结无源晶振和有源晶振
晶振资料总结无源晶振和有源晶振晶振资料总结(无源晶振和有源晶振)2010-12-04 11:03无源晶振:就是一个晶振,依靠配合其他IC内部振荡电路工作。
有源晶振:晶振+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、,更换不同频率的晶体时周边配置电路需要做相应的调整。
建议电感、电阻等) 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。
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。
有源晶振和无源晶振区别
------------------------------------------------------------------------1:在电子学上,通常将含有晶体管元件的电路称作有源电路,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二种类型.无源晶振为crystal,而有源晶振为oscillator.无源晶振有2个引脚的无极性元件,需要借助时钟电路才能产生振荡信号,自身无法振荡起来.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,而且连接方式简单.相对无源晶振,有源晶振的缺点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.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2.初次使用HT1380 的用户经常会遇到振荡器不起振的问题其实绝大多数用户都是由于在调试过程中期望通过示波器观察振荡管脚却未留意X1 振荡器输入PIN2 与X2 振荡器输出PIN3的区别在此特别强调示波器探极只有接到X2 才能观察到振荡波形如果接到X1 脚不仅观察不到振荡同时也使得振荡器停振. 3.已对HT1380 使用过一段时间的用户提出程序控制及硬件设计在以前都能通过为什么有些振荡器能起振而有些不起振问题首先出在晶振本身用户接着提出所选取的32.768KHz 的振荡器经频率计或在其它某些系统中使用时都正常精度也能满足怎么能说晶振有问题这是因为HT1380内部振荡电路给外部振荡器提供的激励相对较弱而市场上各厂家生产的晶振在工艺制造中又有优劣之分有些晶振需要很强的激励才能起振因此用户认准一种品牌的晶振非常重要对于在试验过程的用户来说遇到这种问题有两个简单的解决办法------------------------------------------------------------------------。
有源晶振和无源晶振的区别
有源晶振和无源晶振的区别无源晶振有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。
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)。
有源晶振与无源晶振间的异同
有源晶振与无源晶振间的异同1有源晶振——有源晶振一般也有插件DIP和贴片SMD之分,需连电源,且有正负极性。
引出脚以4—8个居多,TH贴片晶振的体积已经可以做到7.0*5.0,5.0*3.2,3.2*2.5,2.5*2.0等大小。
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。
一般通常的用法是: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,因为可以选用比较高精密的晶振,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,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。
2,无源晶体——一般分为插件DIP和贴片SMD两种,DIP插件晶振常用到的体积有2*6,3*8,3*9,3*10,1*5,不过市场对3*8和2*6的需求量远远超过其他插件晶振,原因是体积越小越能省空间,有些选择小体积贴片的晶振,那么贴片的体积一般常用的又有哪些呢?TH厂商直接提供的2520.3225,5032,6035,0507,这些都是市场比较常用的,无源晶体多以两个脚为主,对于有源晶振价格来说更有优势。
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。
无源晶体相对于晶振(石英晶体振荡器)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)无源晶体需要注意的是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体。
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。
有源晶振与无源晶振的区别
中的晶振即石英晶体震荡器。
由于石英晶体震荡器具有非常好的频率稳定性和抗外界干扰的能力,所以,石英晶体震荡器是用来产生基准频率的。
通过基准频率来控制电路中的频率的准确性。
石英晶体震荡器的应用范围是非常广的,它质量等级、频率精度也是差别很大的。
通讯系统用的信号发生器的信号源(震荡源),绝大部分也用的是石英晶体震荡器。
1.无源晶振是有2个无极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4只,是一完整的振荡器,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,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。
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。
-- 晶振在应用具体起到什么作用微控制器的时钟源可以分为两类:基于机械谐振器件的时钟源,如晶振、陶瓷谐振槽路;RC (电阻、电容)振荡器。
一种是皮尔斯振荡器配置,适用于晶振和陶瓷谐振槽路。
另一种为简单的分立RC振荡器。
基于晶振与陶瓷谐振槽路的振荡器通常能提供非常高的初始精度和较低的温度系数。
RC振荡器能够快速启动,成本也比较低,但通常在整个温度和工作电源电压范围内精度较差,会在标称输出频率的5%至50%范围内变化。
(整理)晶振的原理及特性
我们常说的晶振一般叫做晶体谐振器,是一种机电器件,是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。
这种晶体有一个很重要的特性,如果给他通电,他就会产生机械振荡,反之,如果给他机械力,他又会产生电,这种特性叫机电效应。
他们有一个很重要的特点,其振荡频率与他们的形状,材料,切割方向等密切相关。
由于石英晶体化学性能非常稳定,热膨胀系数非常小,其振荡频率也非常稳定,由于控制几何尺寸可以做到很精密,因此,其谐振频率也很准确。
根据石英晶体的机电效应,我们可以把它等效为一个电磁振荡回路,即谐振回路。
他们的机电效应是机-电-机-电....的不断转换,由电感和电容组成的谐振回路是电场-磁场的不断转换。
在电路中的应用实际上是把它当作一个高Q值的电磁谐振回路。
由于石英晶体的损耗非常小,即Q 值非常高,做振荡器用时,可以产生非常稳定的振荡,作滤波器用,可以获得非常稳定和陡削的带通或带阻曲线。
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。
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。
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。
有源晶振和无源晶振,到底有哪些区别?
有源晶振和无源晶振,到底有哪些区别?一分钟带你彻底了解。
无源晶振又叫晶体谐振器,而有源晶振则是由晶体谐振器和放大电路组成的晶振。
从结构上看,有源晶振比无源晶振多了个集成电路(IC)。
这个集成电路将提供放大和驱动电路的功能,以保持晶振的稳定振荡并提供适当的输出信号,因此有源晶振在抵抗外部干扰和噪声方面表现更出色。
然而,由于有源晶振需要电源供电来驱动放大电路,所以功耗一般会比无源晶振更高。
在输出信号方面,有源晶振通常产生较高的输出功率和振幅,可以直接驱动其它电路,而无源晶振的输出功率较低,可能需要进一步放大或处理,从而解决外部干扰问题,才能供应给其它器件。
根据设计要求以及所需功能和性能的不同,晶振类型的选择也不一样。
资料参考:有源晶振中的IC是什么?起到怎样的作用?在有源晶振(Active Crystal Oscillator)中,IC代表集成电路(Integrated Circuit),通常是指在晶振电路中使用的控制和驱动晶振的芯片。
IC在有源晶振电路中扮演着关键的角色。
有源晶振是一种使用集成电路来驱动和控制晶体振荡器的系统。
它包含一个晶体振荡器作为频率参考,并使用集成电路来提供稳定的驱动信号和精确的频率控制。
IC负责维持晶振的稳定振荡以及提供所需的时钟信号。
IC主要有以下几个功能和作用:驱动晶体振荡器:IC提供所需的电流和电压来驱动晶体振荡器,使其产生稳定的振荡信号。
晶振的频率由晶振器的物理特性决定。
频率控制:IC通过调节电压、电流或电容等参数,对晶振的频率进行控制。
这使得晶振可以根据需要提供不同的频率输出。
频率稳定性:IC能够提供温度补偿和其它校正功能,以保持晶振的稳定性和准确性。
这对于要求高精度时钟源的系统非常重要。
输出驱动:IC还可以提供经过放大和处理的时钟信号输出,以满足系统对时钟信号的要求。
它可以提供足够的电流和电压来驱动接收器或其它外部电路。
总而言之,IC在有源晶振电路中是驱动和控制晶体振荡器的核心部分。
很全的晶振知识
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。
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。
晶体和有源晶振的差异,你了解多少?
晶体和有源晶振的差异,你了解多少?无源晶体即是咱们常说的谐振器,而有源晶振即是振动器,都是用来发生时钟信号的,但二者有很大差异。
一.晶体——crystal无源晶体仅仅个石英晶体片,运用时需匹配相应的电容、电感、电阻等外围电路才干工作,精度比晶振要低,但它不需求电源供电,有起振电路即可起振,一般有两个引脚,报价较低。
石英晶片之所以能作为振动器运用,是依据它的压电效应:在晶片的两个极上加一电场,会使晶体发生机械变形;在石英晶片上加上交变电压,晶体就会发生机械振动,一同机械变形振动又会发生交变电场,尽管这种交变电场的电压极端弱小,但其振动频率是非常安稳的。
当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(由晶片的尺度和形状决议)持平时,机械振动的起伏将急剧添加,这种景象称为“压电谐振”。
压电谐振状况的建立和保持都必须借助于振动器电路才干完成。
一个串联型振动器,晶体管T1和T2构成的两级扩大器,石英晶体XT 与电容C2构成LC电路。
在这个电路中,石英晶体适当于一个电感,C2为可变电容器,调节其容量即可使电路进入谐振状况。
该振动器供电电压为5V,输出波形为方波。
在电路运用中,由于晶体是有2个引脚的无极性元件,自身无法振动起来,因而需求借助于芯片内部的起振电路才干发生振动信号,在芯片的手册上有主张的衔接办法。
无源晶体没有电压的疑问,信号电平是可变的,也即是说是依据起振电路来决议的,同样的晶体能够适用于多种电压,可用于多种不一同钟信号电压请求的CPU,并且报价一般也较低,因而关于一般的运用假如条件许可主张用晶体,这尤其适合于商品线丰厚批量大的生产者。
无源晶体相关于晶振而言其缺点是信号质量较差,一般需求准确匹配外围电路(用于信号匹配的电容、电感、电阻等),更换不一样频率的晶体时周边装备电路需求做相应的调整。
主张选用精度较高的石英晶体,尽也许不要选用精度低的陶瓷警觉。
二.有源晶体振动器——oscillator在电子学上,一般将富含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),而仅由阻容元件构成的电路称作“无源电路”。
晶振的工作原理
晶振的工作原理 The manuscript was revised on the evening of 2021晶振的工作原理:晶振是晶体振荡器的简称,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。
这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路,由于晶振等效为电感的频率范围很窄,所以即使其他元件的参数变化很大,这个振荡器的频率也不会有很大的变化。
晶振的参数:晶振有一个重要的参数,那就是负载电容值,选择与负载电容值相等的并联电容,就可以得到晶振标称的谐振频率。
晶振的应用:一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器(注意是放大器不是反相器)的两端接入晶振,再有两个电容分别接到晶振的两端,每个电容的另一端再接到地,这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容,请注意一般IC 的引脚都有等效输入电容,这个不能忽略。
一般的晶振的负载电容为15p或,如果再考虑元件引脚的等效输入电容,则两个22p的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。
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)。
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。
晶振的种类:谐振振荡器包括石英(或其晶体材料)晶体谐振器,陶瓷谐振器,LC谐振器等。
晶振与谐振振荡器有其共同的交集有源晶体谐振振荡器。
石英晶片所以能做振荡电路(谐振)是基于它的压电效应,从物理学中知道,若在晶片的两个极板间加一电场,会使晶体产生机械变形;反之,若在极板间施加机械力,又会在相应的方向上产生电场,这种现象称为压电效应。
晶振输出波形
晶振输出波形
晶振输出波形是指在晶振电路中,晶振作为振荡器件产生的电信号的波形。
晶振是一种利用晶格振动产生电信号的元件,其输出波形一般为正弦波。
晶振电路可以用于时钟电路、频率测量、调制解调等电子设备中,其输出波形的稳定性和准确性对于设备的正常工作至关重要。
晶振输出波形的频率与晶体的物理尺寸、晶体材料、振荡模式等因素有关,一般情况下晶振的频率越高,其输出波形越接近于正弦波。
在实际应用中,为了满足不同的需求,还可以通过改变晶振的结构、参数等方式来调整其输出波形的特性。
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无源晶振波形
无源晶振波形
无源晶振波形是一种常见的电子元件,它可以产生稳定的电信号,被广泛应用于各种电子设备中。
无源晶振波形的特点是稳定性好、精度高、功耗低、体积小等,因此在现代电子技术中得到了广泛的应用。
无源晶振波形的工作原理是利用晶体的谐振特性,将外部的电信号转换为稳定的高频振荡信号。
晶体的谐振频率是由晶体的物理结构和材料决定的,因此无源晶振波形的频率是固定的,不会受到外部环境的影响。
无源晶振波形的输出信号是一个正弦波,其幅度和频率都非常稳定。
这种稳定性使得无源晶振波形在各种电子设备中得到了广泛的应用,例如计算机、手机、电视机、音响等等。
在这些设备中,无源晶振波形被用来作为时钟信号、频率参考信号、调制信号等等。
无源晶振波形的精度非常高,一般可以达到几个百万分之一。
这种高精度使得无源晶振波形在一些对时间精度要求非常高的应用中得到了广泛的应用,例如GPS导航系统、卫星通信系统等等。
无源晶振波形的功耗非常低,一般只有几毫瓦左右。
这种低功耗使得无源晶振波形在一些对电池寿命要求非常高的应用中得到了广泛的应用,例如手持设备、无线传感器网络等等。
无源晶振波形是一种非常重要的电子元件,它的稳定性好、精度高、
功耗低、体积小等特点使得它在现代电子技术中得到了广泛的应用。
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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。
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。
晶体谐振器分为有源晶振和无源晶振,相信关于有源晶振和无源晶振的介绍和区分大家看了不少,也了解了很多,在此松季电子就暂不介绍有源晶振和无源晶振的含义以及如何来区分了,我们今天来聊聊无源晶振和有源晶振的输出波形。
Hale Waihona Puke 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。)。