60秒搞懂有源晶振,無(wú)源晶振與集成電路有何聯(lián)系

作者： 揚(yáng)興晶振 日期：2021-09-27 瀏覽量：

  首先，我們了解一下什么是單片機(jī)?

  單片機(jī)，英文稱為Microcontrollers，是一種集成電路芯片，簡(jiǎn)寫為MCU，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能(可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路)集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。從上世紀(jì)80年代，由當(dāng)時(shí)的4位、8位單片機(jī)，發(fā)展到現(xiàn)在的300M的高速單片機(jī)。

  其次，來(lái)區(qū)分一下什么是有源晶振和無(wú)源晶振?

  石英晶振內(nèi)部都有一塊石英晶體,它可以把電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換,從而給電子系統(tǒng)提供穩(wěn)定、精確的單頻振蕩。石英水晶振子也有高等普通之分,普通晶振頻率精度就可達(dá)到50%,高級(jí)晶振的頻率精度可想而知了,但是高級(jí)晶振就價(jià)格也相對(duì)較高。

  電子線路中的晶體振蕩器也分為無(wú)源晶振和有源晶振兩種類型。無(wú)源晶振與有源晶振的英文名稱不同，無(wú)源晶振為crystal(晶體)，而有源晶振則叫做oscillator(振蕩器)。無(wú)源晶振是有2個(gè)引腳的無(wú)極性元件，需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號(hào)，自身無(wú)法振蕩起來(lái)，所以"無(wú)源晶振"這個(gè)說(shuō)法并不準(zhǔn)確;有源晶振有4只引腳，是一個(gè)完整的振蕩器，其中除了石英晶體外，還有晶體管和阻容元件，因此體積較大。

  無(wú)源晶振就是石英晶體諧振器的別稱，英文名(crystal)，主要用在各種電子線路中起產(chǎn)生頻率的作用。無(wú)源晶振是有2個(gè)引腳的無(wú)極性元件，需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號(hào)，自身無(wú)法振蕩起來(lái)，無(wú)源晶振分為直插式音叉晶振與SMD式貼片晶振。無(wú)源晶振是有2個(gè)引腳的無(wú)極性元件，需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號(hào)，自身無(wú)法振蕩起來(lái) 無(wú)源晶振需要用DSP片內(nèi)的振蕩器，在datasheet上有建議的連接方法。

  有源晶振有4只引腳，是一個(gè)完整的振蕩器，里面除了石英晶體外，還有晶體管和阻容元件。有源晶振不需要DSP的內(nèi)部振蕩器，信號(hào)質(zhì)量好，比較穩(wěn)定，而且連接方式相對(duì)簡(jiǎn)單(主要是做好電源濾波，通常使用一個(gè)電容和電感構(gòu)成的PI型濾波網(wǎng)絡(luò)，輸出端用一個(gè)小阻值的電阻過(guò)濾信號(hào)即可)，不需要復(fù)雜的配置電路。

  最后，有源晶振,無(wú)源晶振與集成電路之間的聯(lián)系?

  無(wú)源晶振沒(méi)有電壓的問(wèn)題，信號(hào)電平是可變的，也就是說(shuō)是根據(jù)起振電路來(lái)決定的，同樣的晶振可以適用于多種電壓，可用于多種不同時(shí)鐘信號(hào)電壓要求的DSP，而且價(jià)格通常也較低，因此對(duì)于一般的應(yīng)用如果條件許可建議用晶體，這尤其適合于產(chǎn)品線豐富批量大的生產(chǎn)者。

  無(wú)源晶振相對(duì)于晶振而言其缺陷是信號(hào)質(zhì)量較差，通常需要精確匹配外圍電路(用于信號(hào)匹配的電容、電感、電阻等)，更換不同頻率的晶體時(shí)周邊配置電路需要做相應(yīng)的調(diào)整。使用時(shí)建議采用精度較高的石英晶體，盡可能不要采用精度低的陶瓷晶振。

  相對(duì)于無(wú)源晶體，有源晶振的缺陷是其信號(hào)電平是固定的，需要選擇好合適輸出電平，靈活性較差，價(jià)格相對(duì)較高。對(duì)于時(shí)序要求敏感的應(yīng)用，還是有源的晶振好，因此可以選用比較精密的晶振，甚至是高檔的溫度補(bǔ)償晶振。有些DSP內(nèi)部沒(méi)有起振電路，只能使用有源的晶振，如TI的6000系列等。有源晶振相比于無(wú)源晶體通常體積較大，許多有源晶振是表貼的，體積和晶體相當(dāng)，有的甚至比許多晶體還要小。

  今天小揚(yáng)介紹的有源晶振，無(wú)源晶振與集成電路之間的聯(lián)系就到這里。如果大家有遇到一些晶振疑難問(wèn)題，可以進(jìn)入YXC揚(yáng)興官網(wǎng)，我們有專業(yè)的技術(shù)人員，在線幫大家解決相關(guān)晶振技術(shù)問(wèn)題。

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