無源晶振(無源晶體)和有源晶振(有源晶體振蕩器)有何不同?
通俗的可以認(rèn)為多少PF(負(fù)載電容)是無源晶振;多少V(帶電壓)是有源晶振,具體看一下專業(yè)術(shù)語對無源和有源的比較。
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無源晶振是我們常說的晶體諧振器,而有源晶體振蕩器是用來產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)的振蕩器,兩者之間有很大的區(qū)別。
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無源晶振(無源晶體)只是一種石英晶體薄片。使用時(shí),需要匹配相應(yīng)的電容、電感、電阻等外圍電路才能工作。它的精度低于晶體振蕩器,但不需要電源。它可以從啟動(dòng)電路開始。一般有兩個(gè)別針,報(bào)價(jià)較低。石英晶圓用作振動(dòng)器的原因是由于它的壓電效應(yīng):在晶圓的兩極加上電場會(huì)引起晶體的機(jī)械變形;在晶圓上加上交流電壓會(huì)引起晶體的機(jī)械振動(dòng),而在機(jī)械變形的情況下會(huì)發(fā)生交變電場。
離子振動(dòng)。雖然這個(gè)交變電場的電壓非常弱,但它的振動(dòng)頻率是非常安全的。穩(wěn)住。當(dāng)施加交流電壓的頻率與晶片的固有頻率(由晶片的大小和形狀決定)保持恒定時(shí),機(jī)械振動(dòng)的波動(dòng)會(huì)急劇增加。這種現(xiàn)象被稱為“壓電共振”。
壓電諧振的建立和維護(hù)必須通過振動(dòng)電路來完成。一個(gè)串聯(lián)振蕩器,一個(gè)由晶體管T1和T2組成的兩級(jí)放大器,以及一個(gè)由石英晶體XT和電容器C2組成的LC電路。在該電路中,石英晶體適用于電感,C2是可變電容器。通過調(diào)節(jié)其容量,電路可以進(jìn)入諧振狀態(tài)。振蕩器的電源電壓為5V,輸出波形為方波。
在電路的應(yīng)用中,由于晶體是一個(gè)具有兩個(gè)插腳的非極性元件,它本身不能振動(dòng),因此有必要利用芯片內(nèi)部的振蕩電路產(chǎn)生振動(dòng)信號(hào),在芯片手冊中有一種提倡的連接方法。無源晶體對電壓毫無疑問。信號(hào)電平是可變的,即由起動(dòng)電路決定。相同的晶體可以應(yīng)用于各種電壓,也可以應(yīng)用于具有相同時(shí)鐘的不同信號(hào)電壓要求的各種CPU,而且報(bào)價(jià)普遍較低。因此,如果條件允許,建議在一般應(yīng)用中使用晶體,這尤其適用于大批量的厚商品線。生產(chǎn)商。無源晶體的缺點(diǎn)是信號(hào)質(zhì)量差。一般來說,它需要精確匹配外圍電路(電容、電感、用于信號(hào)匹配的電阻)。當(dāng)更換不同頻率的晶體時(shí),需要對外圍設(shè)備電路進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。主張選用高精度石英晶體,不選用低精度陶瓷警戒。
有源晶振(有源晶體振蕩器)
在電子技術(shù)中,富含晶體管元件的電路通常被稱為“有源電路”(如有源揚(yáng)聲器、有源濾波器等),而僅由電阻和電容元件組成的電路被稱為“無源電路”。除石英晶體外,有源晶體振蕩器還具有晶體管和匹配電容器的外圍電路。精度高,輸出信號(hào)穩(wěn)定。它是一個(gè)完美的振蕩器。無需規(guī)劃外圍電路,使用方便。但它需要電力供應(yīng)。有源晶體振蕩器一般是四針密封的,帶有電源、地線、振動(dòng)輸出和空端。使用有源晶體振蕩器時(shí),應(yīng)特別注意電源必須穩(wěn)定,電源引線應(yīng)盡可能短,并應(yīng)盡量與系統(tǒng)中使用晶體振蕩器信號(hào)的芯片共存。
有源晶體振蕩器不需要CPU內(nèi)部振蕩器,信號(hào)質(zhì)量好,相對穩(wěn)定,且連接方式相對簡單(主要是要做好功率濾波器,一般采用由電容器和電感組成的PI濾波器網(wǎng)絡(luò),輸出采用小電阻對信號(hào)進(jìn)行濾波),不需要亂序。RLY設(shè)備電路。有源晶體振蕩器的一般用途:一英尺懸空,二英尺接地,三英尺輸出,四英尺電壓。與無源晶體相比,有源晶體振蕩器的缺點(diǎn)是信號(hào)電平固定,輸出電平選擇適當(dāng),靈活性差,報(bào)價(jià)高。至于定時(shí)要求的敏感應(yīng)用,我認(rèn)為有源晶體振蕩器還是不錯(cuò)的,因?yàn)槲覀兛梢赃x擇對比度好的晶體振蕩器,甚至可以選擇高溫來補(bǔ)償晶體振蕩器。有些CPU沒有啟動(dòng)電路,只能使用有源晶體振蕩器,如Ti6000系列。有源晶體振蕩一般比無源晶體大,但現(xiàn)在許多有源晶體振蕩是表面安裝的,具有適當(dāng)?shù)捏w積和晶體,有些甚至比許多晶體小。
注意幾點(diǎn):
1、需要倍頻的DSP需要配置PLL的外圍設(shè)備電路,主要用于阻塞和濾波。
2、低于2兆赫和20兆赫的晶體振蕩器基本上是穩(wěn)定的基頻器件。大多數(shù)20兆赫以上的晶體振蕩器是諧波(如三次諧波、五次諧波等)。它們的穩(wěn)定性較差。因此,他們強(qiáng)烈主張使用低頻設(shè)備。畢竟,鎖相環(huán)電路對倍頻所需的外圍設(shè)備主要是電容器、電阻和電感器。它們的穩(wěn)定性和報(bào)價(jià)比晶體振蕩器要好得多。木材;
3、時(shí)鐘信號(hào)路由長度可能較短,線路寬度可能較大,與其他印刷線路的距離可能較大,靠近設(shè)備規(guī)劃布線,必要時(shí)可以走內(nèi)層,并被地線包圍;
4、當(dāng)從外部通過背板引入時(shí)鐘信號(hào)時(shí),有特殊的規(guī)劃要求,需要詳細(xì)參考相關(guān)資料。
此外,還有一些解釋:
一般來說,晶體振蕩器的穩(wěn)定性優(yōu)于晶體振蕩器,特別是在精密測量領(lǐng)域。它們大多采用先進(jìn)的晶體振蕩器,可以集成各種補(bǔ)償技術(shù),減少規(guī)劃雜波。想象一下,如果我們選擇晶體,然后自己計(jì)劃波形整形、抗干擾、溫度補(bǔ)償,計(jì)劃中會(huì)出現(xiàn)什么樣的混亂?讓我們來規(guī)劃射頻電路等時(shí)鐘要求較高的場合,即選用高精度溫度補(bǔ)償晶體振蕩器,每工業(yè)級(jí)數(shù)百元。
如果我們找不到合適的晶體振蕩,也就是說,計(jì)劃的無序程度超過了市場上產(chǎn)品的晶體振蕩水平,我們就必須自己計(jì)劃。在這種情況下,我們需要選擇晶體,但這些晶體不能是市場上普通的晶體,而是特殊的高端晶體,如紅寶石晶體等。
關(guān)于有源晶體振蕩器的一些問題:
1、有源晶體振蕩器的最低頻率是多少?
答案1:理論上是無限低的。實(shí)際上,我見過的最低頻率是1兆赫。如果更低,加一個(gè)分頻器。
答案2:商品通常是M級(jí)的,但它們可以生存。
答案3:252千赫水平晶體振蕩器。
2、如何使用有源晶體振蕩器?目前,晶體振蕩器設(shè)備可以采用晶體加內(nèi)部振動(dòng)電路產(chǎn)生時(shí)鐘,也可以直接采用有源晶體振蕩器。這個(gè)裝置經(jīng)常用PIN XI和XO來標(biāo)記。使用晶體時(shí),晶體的兩端必須連接到兩個(gè)腳上。使用有源晶體振蕩器是什么感覺?有源晶體振蕩器的輸出應(yīng)接收哪一端?一端應(yīng)該如何處理?(對于89系列單片機(jī),不同工藝條件下的處理不同)XI,XO掛起。
有源晶體振蕩器輸出串聯(lián)電阻的用途是什么?
1)減少過沖可能是信號(hào)完整性的要求;
2)降低電磁干擾;
3)5伏晶體輸出,3.3伏器件輸入,限流。
一般來說,大公司都有硬件電路的最小化計(jì)劃,這些計(jì)劃是從長期經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出來的,以減少重復(fù)工作,確保商品質(zhì)量。讓我們基本上直接從圖中復(fù)制模塊電路,并且觀察者也根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電路檢查它,這樣我們就不必每次都考慮如何計(jì)劃。您提到的晶體振蕩器的輸出串聯(lián)電阻來自于最小化規(guī)劃。對于數(shù)字電路中一些最重要的時(shí)鐘源,應(yīng)特別注意確保信號(hào)的完整性。在極小化設(shè)計(jì)中,晶體振蕩器外圍電路除了電阻外,還有其他一些設(shè)備。
串聯(lián)電阻用于減小反射波,避免反射波疊加引起的過沖。有時(shí),不同批次的板的特性不同,留一個(gè)電阻的方向很容易把板的狀態(tài)調(diào)整到最佳。如果不需要串聯(lián)電阻,則用0歐姆電阻連接。反射在許多電路中是有害的,但PCI使用它們來形成有用的信號(hào)。
?。?)為了減少諧波,有源晶體的輸出是方波,這會(huì)引起諧波干擾,特別是在阻抗嚴(yán)重失配的情況下。電阻加入電阻后,與輸入電容組成RC積分平滑電路,將方波轉(zhuǎn)換成近似正弦波。雖然信號(hào)的完整性必然受到影響,但信號(hào)將在以后擴(kuò)展和整形。電阻器的功能不受時(shí)鐘信號(hào)的影響。電阻的大小取決于有源晶體的輸入阻抗、輸入等效電容和輸出阻抗。
(2)阻抗匹配,減少回波干擾和信號(hào)過沖。眾所周知,只要阻抗不匹配,就會(huì)發(fā)生信號(hào)反射,即回波,有源晶體的輸出阻抗一般很低,一般在幾百歐元以下,而信號(hào)源的輸入一般是運(yùn)算放大器在芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的輸入。諧振電路由芯片內(nèi)部電路和外部無源石英晶體組成。這個(gè)放大器的輸出阻抗都是兆歐。
4。板上使用56MHz有源晶體振蕩器,但其輻射特別嚴(yán)重?,F(xiàn)在晶體振蕩器的電源腳直接連接到電源上,輸出也直接連接。我想知道它是否可以用磁珠和電容器來處理?誰能提供詳細(xì)的治療方法,包括所用設(shè)備的詳細(xì)價(jià)值?
1)屏蔽-鍍銅或鍍銀屏蔽;
2)接地加寬接地線,降低接地電感;
3)電源濾波器。
如何處理56MHz有源晶體輻射的嚴(yán)重問題?請確保您的商品輻射源是通過有源晶體輻射本身或通過電線或印刷電路板銅線。如果確定了電源,你可以通過屏蔽、電感、電容或有用的接地來改善它。
我認(rèn)為你不能斷定這種干擾是由晶體振蕩器的輻射引起的。如果確定干擾是由輻射引起的,可以增加金屬屏蔽,使晶體振蕩器的外殼接地。如果不是輻射引起的,如你所說,有必要進(jìn)一步過濾電源,并在受干擾的電路和晶體振蕩器的電源中添加一個(gè)磁珠。在我看來,它可能不是電源濾波器,因?yàn)榫w振蕩器的輻射功率不太大。只是我自己的觀點(diǎn)。我曾經(jīng)想過,當(dāng)有人計(jì)劃時(shí),晶體振蕩器是在電路外制造的,然后通過同軸線路連接,然后被屏蔽盒單獨(dú)屏蔽。當(dāng)然,這是一個(gè)比較嚴(yán)格的軍事項(xiàng)目,所以很費(fèi)勁。
晶體振動(dòng)術(shù)語簡述
一般來說,有兩個(gè)最重要的參數(shù),即調(diào)節(jié)頻差和負(fù)載電容。
頻率容限:在正常條件下,允許標(biāo)準(zhǔn)溫度(25+2c)與額定頻率之間的偏差。通常用ppm(百萬分之一)表示。
負(fù)載電容(負(fù)載電容):一種有用的外部電容器,它與晶體一起決定負(fù)載諧振頻率fl,通常用cl表示。
晶體振動(dòng)技能參數(shù)詳解
石英晶體諧振器和石英晶體振蕩器一般稱為晶體振蕩器。諧振器分為插件和貼片,如49U、49S等,一般需要外部元件組成振動(dòng)電路;振動(dòng)器也可分為插件(DIP)和貼片(SMD)、插件(如矩形DIP 14封裝、方形DIP 8封裝等),貼片有7*5、5*3.2封裝。
世界電工委員會(huì)(IEC)將石英晶體振動(dòng)器分為四類:普通晶體振動(dòng)器(SPXO)、壓控晶體振動(dòng)器(VCXO)、溫度補(bǔ)償晶體振動(dòng)器(TCXO)和恒溫晶體振動(dòng)器(OCXO)。
1。一般來說,晶體振蕩器(SPXO)可以產(chǎn)生10^(-5)~10^(-4)量級(jí)的頻率精度,標(biāo)準(zhǔn)頻率為1-100MHz,頻率穩(wěn)定性為(+100ppm)。SPXO不采用任何溫度和頻率補(bǔ)償方法,價(jià)格低廉。一般用作微處理器的時(shí)鐘設(shè)備。包裝尺寸為21*14*6 mm和5*3.2*1.5 mm。
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