(有源晶振测试电路图)
什么是晶振?什么是无源晶振?什么是有源晶振?晶诺威科技解释如下:
晶振是一种重要的频率电子元件,被广泛应用于各种智能电子设备中。根据其内部结构和工作原理的不同,晶振又可以分为有源晶振和无源晶振两种类型的晶振。以下是关于无源晶振和有源晶振的主要区别:
工作原理
无源晶振工作原理
英文名称为Crystal Resonator,是石英晶体谐振器的简称,是基于石英晶体的谐振器件。从本质上来说,它是一个石英晶体元件,是一个被切割和加工成特定形状和尺寸的石英晶体片。当通过电流给予其适当激励时,它就会利用石英晶体天然的机电效应(压电效应)产生一个精确的频率。我们常用的无源晶振的频率范围在几十KHz到几十MHz之间,但特定的应用可能会要求更高或更低的频率信号—正弦波(Sine wave)。
有源晶振工作原理
英文名称为Crystal Oscillator,是石英晶体振荡器的简称。这是一种集成了振荡器电路的晶振器件,因此它可以直接输出一个稳定的方波(CMOS)信号。其基本工作原理是利用石英晶体的压电效应和振荡器电路的反馈机制。当石英晶体受到外部压力时。它会产生电压,然后振荡器电路将电压反馈并增大,从而维持晶体的振荡。
结构与封装
无源晶振封装类型
无源晶振通常较小,封装简单,含SMD贴片封装和DIP插件封装两种。常见的封装形式有SMD1612、SMD2016、SMD3225、SMD5032、SMD7050、49SMD Mini封装晶振、49SMD封装晶振、49S封装晶振、49U封装晶振、圆柱体晶振2*6及3*8等。
有源晶振封装类型
有源晶振内部包含振荡IC和石英晶体是一套完整的振荡电路,因此有源晶振的封装通常较大,呈现的封装形式包括SMD贴片封装和DIP插件封装两种,前者适用于现代PCB设计而后者则适用于大功率工控精密设备。常见贴片式有源晶振封装形式有OSC2016、OSC3225、OSC5032、OSC7050等。插件式有源晶振封装有DIP8和DIP14两种,包括温补功能在内。
输出特性
无源晶振输出波形
无源晶振本身不能直接输出正弦波,而是需要与外部振荡电路结合使用,才能产生振荡信号。
有源晶振输出波形
当与适当的电路相结合时,晶振将在其固有的谐振频率上产生振荡。有源晶振的主要输出为一个方波信号,具有稳定且精确的频率和幅度,并且方波信号的频率由石英晶体的谐振频率决定。通常在几MHz至上百MHz范围内,而方波信号的幅度通常是方波TTL或CMOS电平。另外,属于有源晶振系列的温补晶振则有削峰正弦波(Clipped sine wave)输出类型。晶诺威科技生产少量正弦波输出有源晶振。
电源需求
无源晶振供电模式
无源晶振不需要外部电源供电,但要产生振荡,通常需要与一个外部的振荡电路配合,而这个电路需要供电。
有源晶振供电模式
有源晶振需要外部电源供电驱动振荡器电路。有源晶振是由晶体和振荡IC构成。振荡IC内部有一个放大器电路,这个放大器电路需要外部供电来驱动,使得晶体产生稳定的振荡。
应用领域
无源晶振应用产品类型
无源晶振因为成本低和其简单性被广泛用于各种电子产品中,如手表、时钟、无线通信设备、计算机等作为频率参考或时钟源。
有源晶振应用产品类型
有源晶振由于其能够提供准确且稳定的输出频率,所以有源晶振也被广泛应用于各种电子设备中,特别是需要一个稳定频率参考的应用,例如通信设备、计算机、工业控制系统、音视频设备等。