怎么用有源晶振（有源晶振及其接法）？生活中难免会有各种各样的问题，如果你对这个不了解，一起来学习。

　　有源晶振及其接法,下面一块儿来看看本站小编绿色比心情给大家精心整理的答案，希望对您有帮助

　　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，可完全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。主板上除了这颗14.318MHz的晶振，还能找到一颗频率为32.768MHz的晶振，它被用于实时时钟（RTC）电路中，显示精确的时间和日期

　　晶振分有源晶振和无源晶振，根据有源晶振（晶体振荡器）的功能和实现技术的不同，可大致分为以下四类：

　　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和温度，将温度信息做适当变换后控制晶振的输出频率，达到稳定输出频率的效果。

　　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：510-6～510-7。

　　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。这类晶振主要使用在于稳定度要求不高的场合。

　　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；通常用于本振源或中间信号。

　　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。

　　目前这几种晶体振荡器其实是进口为主，而日本KDS是全球三家最大的生产商之一，KDS即是日本大真空株式会社（DASHINKU CORP），成立于1951年，至今已有50多年的历史。是全球领先的三大晶振制造商之一。其制造工场主要分布在日本本土、中国大陆、中国台湾、泰国、印度尼西亚等十个制造中心。其中天津工场是全球晶振行业最大的单体制造工厂。也是全球最大的TF型（主要是32.768KHz）晶振制造工厂。

　　1、电源有两种，一种是TTL，只能用5V，一种是HC的，可以3.3V/5V

　　有源晶振为四角方形或矩形金属盒子，看着标称一面（顶），左下空脚，右下地，左上VCC（5V），右上输出。接上电源可以用示波器看到波形。

　　有源晶振型号纵多，而且每一种型号的引脚定义都不一样，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

　　有源晶振不需要处理器的内部振荡器，信号质量好，较为稳定，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，要选择好合适输出电平，灵活性较差，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，机械振动的幅度将飞速增加，此现状称为“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

　　有源晶振作为时钟元件，为电路提供标准的时钟频率，所以晶振工作的稳定与否直接决定了总系统的稳定与否；但在选择晶振时，对各参数情况却不甚了解，往往造成调试时出现这样那样的问题。

　　有源晶振重要参数一定要满足：封装、频率、电压、频差 、工作时候的温度等。下面就由小编来为您详细的介绍有源晶振参数有哪些主要事项。

　　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。这类晶振主要使用在于稳定度要求不高的场合。

　　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和温度，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。

　　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。

　　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。

　　特点：恒温晶振要比温补晶振频率稳定度高两个数量级以上。温补晶振一般能达到-7量级，而恒温晶振可达到-9量级。

　　4.频率容差精度：在环境和温度为25°C的特定条件下，实际（测量）频率与标称频率的差值。

　　5.温度频偏：在标称电源和负载下，一般基本频偏是指在室温25℃的情况下最大允许频偏。

　　6.最大电源电压：输入电源引脚的最大额定值。输入超过此值可能会引起特性退化或破坏。

　　8.电压频偏：晶振在工作时的频率稳定性会受到工作电压的影响，一般在±1PPM。

　　10.老化率：有源晶振老化适用于频率随时间的累积变化，这导致晶体单元的工作频率的永久变化，规定时限后的最大变化率如±10ppb/天，加电72小时后，或规定的时限内最大的总频率变化如：± 1ppm/（第 一年）和±5ppm/（十年）来表示。

　　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，且价格通常也较低，因此对于一般的应用若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，常常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，较为稳定，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，要选择好合适输出电平，灵活性较差，且价格高。对于时序要求敏感的应用，个人觉得还是有源的晶振好，因为能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，只可以使用有源的晶振，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，有些甚至比许多晶体还要小。

　　2、20MHz以下的晶体晶振大多数都是基频的器件，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，其稳定度和价格这一块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、通过背板从外部引入时钟信号时有特殊的设计的基本要求，需要详细参考相关的资料。

　　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怎样的呢？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，这样的一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。

　　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科技类产品中，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。

　　谐振器大体上分为插件（Dip）和贴片（SMD）。插件中又分为HC-49U、HC-49U/S、音叉型（圆柱）。HC-49U一般称49U，有些采购俗称“高型”，而HC-49U/S一般称49S，俗称“矮型”。音叉型按照体积分可分为3*8，2*6，1*5，1*4等等。贴片型是按大小和脚位来分类。例如7*5（0705）、6*3.5（0603），5*3.2（5032）等等。脚位有4pin和2pin之分。

　　而振荡器也能分为插件和贴片。插件的可以按大小和脚位来分。例如所谓全尺寸的，又称长方形或者14pin，半尺寸的又称为正方形或者8pin。不过要注意的是，这里的14pin和8pin都是指振荡器内部核心IC的脚位数，振荡器本身是4pin。而从不同的应用层面来分，又可分为OSC(普通钟振)，TCXO（温度补偿），VCXO（压控），OCXO（恒温）等等。

　　我想这也是很多采购同学比较模糊的地方。这里我选了一些常用的谐振器术语拿来做一下解释。

　　FrequencyTolerance（调整频差）：在规定条件下，在基准温度（25±2℃）与标称频率允许的偏差。一般用PPm（百万分之）表示。

　　FrequencyStability(温度频差)：指在规定的工作时候的温度范围内，与标称频率允许的偏差。用PPm表示。

　　Aging（年老化率）：在规定条件下，晶体工作频率随时间而允许的相对变化。以年为时间单位衡量时称为年老化率。

　　ShuntCapacitance（静电容）：等效电路中与串联臂并接的电容，也叫并电容，通常用C0表示。

　　LoadCapacitance（负载电容）：与晶体一起决定负载谐振频率fL的有效外界电容，通常用CL表示。

　　一般最关注的参数有2个，即调整频差，负载电容。有一部分对温度频差有要求。如果工作时候的温度范围比较广，则会对工作时候的温度范围有所要求，即所谓宽温。

　　主要讲讲谐振器。理论上来说，只要参数确定，选任何一种型号都是可以正常使用的。例如49U和49S替换，49S和圆柱以及和贴片替换，都是没问题的。但在实际选择中会依据电路特点，成本以及便利性来考量和选择。一般来说，简单的应用中主要都是从成本在考虑。但是有些产品或电路会对晶振的等效电阻，激励功率等等提出要求，所以就会在不同的型号中加以选择。另外，贴片则主要是为了适应产品日益小型化和提高生产效率的要求。听到有些采购朋友说，只能选49S而不能用49U或者反之，这是一个小误区。呵呵。

　　而钟振的选择则主要决定产品电路的特性的要求，一般来说钟振在精密性以及要达到相关应用的要求会更好。例如手机，通信机站，卫星等等。

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