一提及波形,指的就是晶振家族的有源晶振,又叫石英晶体振荡器。石英晶体振荡器被广泛应用于各类网络通讯设备、智能家居、GPS全球定位系统、汽车电子、智能穿戴、计算机及周边产品等。石英晶体振荡器分众多类型: 压控晶体振荡器(VCXO)、温补晶体振荡器(TCXO)、恒温晶体振荡器(OCXO)、简单封装晶体振荡器(SPXO或简称XO)以及数字补偿晶体振荡器(MCXO或DTCXO)。鉴于各种石英晶体振荡器都具备自己的独特性能,其优势存在互补交叉特点,因此建议在其应用选择方面,一定要基于产品需求出发。
产品需求包括: 输出频率的精度、稳定性、输入电压、温度对频率的影响、抗冲击及电磁(EMI)干扰能力、功耗、相位噪声、输出波形、外形尺寸、焊接方式等。
按照晶振输出波形来分,一般常用的有两种:方波(包括HCMOS、TTL、ACMOS、PECL等)和正弦波(Sine、Clipped Sine)。
有源晶振输出波形为方波或正弦波。有源晶振内部设计了整形电路,输出的波形为方波。正弦波则用的较少。 方波用途很广泛,主要应用于数字通信系统时钟信号上,驱动时钟计数电路。
数字通信系统对方波主要有输出电平、占空比、上升/下降时间、驱动能力、三态或互补输出等几个指标的要求。诸多单片机和通信芯片则往往对波形的对称性(45%~55%)及上升/下降时间(小于5ns)有严格要求。
正弦波则适合应用于对电磁干扰(EMI :Electro Magnetic Interference)、频率干扰有特殊要求的电路,这种电路对高次谐波要求较小。模拟电路也适合选择正弦波,通常对谐波、噪声和输出功率等指标有要求。
方波的特点是输出功率大,驱动能力强,但谐波分量多,而正弦波输出功率较小,谐波分量小很多。
有源晶振的频率输出必定要以波形作为输出载体,而波形输出也必定会伴随某个负载值。在实际应用中,波形负载也是晶振的重要参数指标之一。选择不当的话,轻则导致晶振无法正常工作,电子产品功能无法实现,重则损坏模块甚至整机设备。
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