有源晶振与无源晶振的内部结构对比

2020-04-23

      晶振,是被动元器件中的一类,其工作原理为系统提供基本的时钟信号。一般常见的晶振分类为有源晶振与无源晶振,那么两者的内部结构有什么不一样?


  1、有源晶振的内部结构图及接法

  有源晶振:晶体+振荡电路,封装在一起。给他供上电源,就有波形输出。

有源晶振内部结构图

  有源晶振内部结构图

  有源晶振通常的用法——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。


  2、无源晶振的内部结构图及接法

  无源晶振:就是一个晶体,本身不能振荡,依靠配合其他IC内部振荡电路工作。

无源晶振的内部结构图

  无源晶振的内部结构图

  无源晶振通常的用法——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。

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