在 PCB 设计中,晶振(晶体振荡器)是非常重要的电子元器件,相信大部分的 PCB 工程师对它都不会陌生。而对于有源晶振无源晶振,很多人却是“傻傻分不清楚”。

 

我们知道,电子线路中的晶体振荡器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)。

 

 

1、无源晶振

无源晶振是有 2 个引脚的无极性元件,需要借助于时钟电路才能产生振荡信号,自身无法振荡起来,所以“无源晶振”这个说法并不准确。

 

无源晶振参考电路

 

无源晶振信号质量较差,通常需要精确匹配外围电路(用于信号匹配的电容、电感、电阻等),更换不同频率的晶体时周边配置电路也需要做相应的调整。

 

一般建议采用精度较高的石英晶体,尽可能不要采用精度低的陶瓷晶体。

 

2、有源晶振

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。

 

有源晶振的封装有 4 个引脚,分别为 VCC(电压)、GND(地)、OUT(时钟信号输出)、NC(空脚)。

 

有源晶振参考电路

 

有源晶振不需要 CPU 的内部振荡器,信号稳定,质量较好,而且连接方式比较简单(主要做好电源滤波,通常使用一个电容和电感构成滤波网络,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。

 

有源晶振和无源晶振的区别

1、有源晶振比较贵,但是有源晶振自身就能震动。而无论是无源晶振,还是有源晶振,都有自身的优点和缺点所在,若考虑产品成本,建议可以选择无源晶振电路;若考虑产品性能,建议选择有源晶振电路,省时方便也能保证产品性能。

 

2、无源晶振最高精度为 5ppm,而有源晶振的精度则可以达到 0.1ppm。精度越高,频率稳定性也更好。有源晶振在稳定性上要胜过无源晶振,但也有自身小小的缺陷,有源晶振的信号电平是固定,所以需要选择好合适输出电平,灵活性较差。

 

3、有源晶振一般 4 个脚,一个电源,一个接地,一个信号输出端,一个 NC(空脚)。有个点标记的为 1 脚,按逆时针(管脚向下)分别为 2、3、4。

 

4、无源晶振有 2 个引脚,需要借助于外部的时钟电路(接到主 IC 内部的震荡电路)才能产生振荡信号,自身无法振荡。