有源晶振和无源晶振有什么区别?
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晶振一般是指石英晶体振荡器和石英晶体谐振器两种,也可以直接叫晶体振荡器。都是利用石英晶体的压电效应制作而成。它的工作原理是这样的:在晶体两个电极上加上电场后,晶体会发生机械变形,相反的,若是在晶体的两端加上机械压力后,晶体又会产生电场。这种现象是可逆的,所以利用晶体的这种特性,在晶体两端加上交变电压,晶片就会产生机械振动,同时又会产生交变电场。但是晶体产生的这种振动和电场一般都会很小,但只要在某个特定频率下,振幅就会明显增大,就类似我们电路设计者常能见到的LC回路谐振同理。
今天我们了解一下有源晶振跟无源晶振的差别,有源晶振由石英晶体加震荡片组成的,也称为晶体振荡器。有源晶振不需要DSP的内部振荡器,信号质量好,比较稳定,连接方式也简单。有源晶振脚位接法为:1脚悬空,2脚接地,3脚输出,4脚电压。
无源晶振是有2个引脚的无极性元件,无源晶体振荡本身不能振荡。它需要芯片中的振荡电路一起工作。它允许不同的电压,但信号质量和精度比有源晶体振荡差。无源晶振比有源晶振便宜得多。无源晶体振动的两侧通常有两个电容,一般选择10个电容pF~40pF之间,如果手册中有特定电容尺寸的要求,则应根据要求选择电容。如果没有要求,我们将使用20pF是比较好的选择,这是一个长期的经验值,具有非常普遍的适用性。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。
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。
无源晶振优势:精度误差小,性能稳定,无源晶振的成本低于有源晶振,价格便宜而又应用广泛。缺点:外接电路多、性能相对较差。
有源晶振和无源晶振性能区别
1.性能的稳定性
有源晶振在稳定性上要胜过无源晶振,精度也相比无源晶振更为精准,适用于对精度要求较高的产品。
2.精度误差
在时钟晶振应用领域里,精度误差越小,那么所产生的时间误差也越短;在这方面无源晶振远远比不过有源晶振,无源贴片晶振较高精度可达到10ppm,而有源晶振的较高精度则可以达到0.1ppm。
3.电路连接
在电路连接方面无源晶振与有源晶振有着很大的差异,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;而有源晶振恰巧相反,有源晶振在技术上内置起振芯片,无需借助外部的电路,自身就可以起振。
4.价格成本
由于有源晶振有内置的起振芯片,价格方面自然有所提高,无源晶振的成本加上一些电路添加在电容电阻,无源晶振总成本还是低于一款普通的有源晶振。