有源晶振是什么_有源晶振用途_有源晶振主要參數(shù)

有源晶振是什么

電子線路中的晶體振蕩器也分為無源晶振和有源晶振兩種類型。無源晶振與有源晶振的英文名稱不同，無源晶振為crystal（晶體），而有源晶振則叫做oscillator（振蕩器）。無源晶振是有2個(gè)引腳的無極性元件，需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號，自身無法振蕩起來，所以“無源晶振”這個(gè)說法并不準(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。

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，信號質(zhì)量好，比較穩(wěn)定，而且連接方式相對簡單（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)小阻值的電阻過濾信號即可），不需要復(fù)雜的配置電路。相對于無源晶體，有源晶振的缺陷是其信號電平是固定的，需要選擇好合適輸出電平，靈活性較差，價(jià)格相對較高。對于時(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。

有源晶振用途

有源晶振型號眾多，而且每一種型號的引腳定義都有所不同，接法也不同，下面我介紹一下有源晶振引腳識別，以方便大家：有個(gè)點(diǎn)標(biāo)記的為1腳，按逆時(shí)針（管腳向下）分別為2、3、4。通常的用法：一腳懸空，二腳接地，三腳接輸出，四腳接電壓。

有源晶振是用石英晶體組成的，石英晶片之所以能當(dāng)為振蕩器使用，是基于它的壓電效應(yīng)：在晶片的兩個(gè)極上加一電場，會(huì)使晶體產(chǎn)生機(jī)械變形；在石英晶片上加上交變電壓，晶體就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，同時(shí)機(jī)械變形振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場，雖然這種交變電場的電壓極其微弱，但其振動(dòng)頻率是十分穩(wěn)定的。當(dāng)外加交變電壓的頻率與晶片的固有頻率（由晶片的尺寸和形狀決定）相等時(shí)，機(jī)械振動(dòng)的幅度將急劇增加，這種現(xiàn)象稱為“壓電諧振”。

壓電諧振狀態(tài)的建立和維持都必須借助于振蕩器電路才能實(shí)現(xiàn)。

石英晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度可達(dá)10^-9/日，甚至10^-11。例如10MHz的振蕩器，頻率在一日之內(nèi)的變化一般不大于0.1Hz。因此，完全可以將晶體振蕩器視為恒定的基準(zhǔn)頻率源（石英表、電子表中都是利用石英晶體來做計(jì)時(shí)的基準(zhǔn)頻率）。從PC誕生，主板上一直都使用一顆14.318MHz的石英晶體振蕩器作為基準(zhǔn)頻率源。主板上除了這顆14.318MHz的晶振，還能找到一顆頻率為32.768KHz的晶振，它被用于實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）電路中，顯示精確的時(shí)間和日期

有源晶振主要參數(shù)

⒈ 總頻差：在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，由于規(guī)定的工作和非工作參數(shù)全部組合而引起的晶體振蕩器頻率與給定標(biāo)稱頻率的最大偏差。

⒉ 頻率溫度穩(wěn)定度：在標(biāo)稱電源和負(fù)載下，工作在規(guī)定溫度范圍內(nèi)的不帶隱含基準(zhǔn)溫度或帶隱含基準(zhǔn)溫度的最大允許頻偏。

⒊ 開機(jī)特性（頻率穩(wěn)定預(yù)熱時(shí)間）：指開機(jī)后一段時(shí)間（如 5 分鐘）的頻率到開機(jī)后另一段時(shí)間（如1小時(shí)）的頻率的變化率，表示了晶振達(dá)到穩(wěn)定的速度。

⒋ 頻率老化率：在恒定的環(huán)境條件下測量振蕩器頻率時(shí)，振蕩器頻率和時(shí)間之間的關(guān)系。這種長期頻率漂移是由晶體元件和振蕩器元件的緩慢變化造成的。因此，其頻率偏移的速率叫老化率，可用規(guī)定時(shí)限后的最大變化率（如±10ppb/天，加電72小時(shí)后），或規(guī)定的時(shí)限內(nèi)最大的總頻率變化（如：± 1ppm/（第 一年）和±5ppm/（十年））來表示。

⒌ 短穩(wěn)：短期穩(wěn)定度。

⒍ 頻率壓控范圍：將頻率控制電壓從基準(zhǔn)電壓調(diào)到規(guī)定的終點(diǎn)電壓，晶體振蕩器頻率的最小峰值改變量

⒎ 率壓控線性：與理想（直線）函數(shù)相比的輸出頻率-輸入控制電壓傳輸特性的一種量度，它以百分?jǐn)?shù)表示整個(gè)范圍頻偏的可容許非線性度。

⒏ 單邊帶相位噪聲￡（f）：偏離載波 f 處，一個(gè)相位調(diào)制邊帶的功率密度與載波功率之比。