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最全面剖析有源晶振使用用法和在电路中发挥的作用

来源:http://www.jinluodz.com 作者:金洛电子销售 2017年05月04
        在一个完整的振荡器,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。进口晶体振荡器型号纵多,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,以方便大家有个点标记的为1脚,按逆时针(管脚向下)分别为2、3、4。

       电子线路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。本文重点介绍电子线路的“大动脉”-有源晶振。
1、分布介绍
1、正方的,使用DIP-8封装,打点的是1脚。
1-NC;4-GND;5-Output;8-VCC
2、长方的,使用DIP-14封装,打点的是1脚。
1-NC;7-GND;8-Output;14-VCC

        
2、实际数据
       测试样品为TOYOCOM的711SC1.000M的输出频率,1脚悬空,2脚接地,3脚输出,4叫接+5V;1.4V就开始起振,峰值电压1.64V,但是工作频率会有一定的偏差;3V时峰值电压3.24V,工作频率1.000M,输出频率准确;5V时峰值电压为5.6V,工作频率1.000M,输出频率准确。
可见,有源晶振在电路中发挥着举足轻重的作用。相对于无源晶体,有源晶振的信号电平是固定的,需要选择好合适输出电平。而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,甚至是高档的温补晶振。总之选择合适的晶振还要根据电路的需要。
3、有源晶振的用法
       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。有源贴片晶振不需要CPU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。有源晶振是由石英晶体组成的,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”。     
       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,完全可以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。
        
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