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)。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。

1.有源晶振引脚定义

有个点标记的为1脚,按逆时针(管脚向下)分别为2、3、4。通常的用法:一脚悬空,二脚接地,三脚接输出,四脚接电压。因为有源晶振不需要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,不需要复杂的配置电路。

(图片来源于互联网)

2.有源晶振电路原理图

有源晶振有4只引脚,是一个完整的振荡器,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,因此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,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。

(图片来源于互联网)

3.有源晶振用法

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。

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”。压电谐振状态的建立和维持都必须借助于振荡器电路才能实现。

(图片来源于互联网)