一步步搞定有源晶振，有源晶振接法介紹

晶振，一個(gè)簡單卻又重要的詞匯。但非相關(guān)人士，對于晶振卻并不了解。為增進(jìn)大家對晶振的認(rèn)識，本文將對有源晶振的分類以及有源晶振的接法予以介紹。如果你對本文即將探討的內(nèi)容存在興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

在電子學(xué)上，通常將含有晶體管元件的電路稱作“有源電路”(如有源音箱、有源濾波器等)，而僅由阻容元件組成的電路稱作“無源電路”。電腦中的晶體振蕩器也分為無源晶振和有源晶振兩種類型。無源晶振與有源晶振的英文名稱不同，無源晶振為crystal(晶體)，而有源晶振則叫做oscillator(振蕩器)。無源晶振是有2個(gè)引腳的無極性元件，需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號，自身無法振蕩起來，所以“無源晶振”這個(gè)說法并不準(zhǔn)確;有源晶振有4只引腳，是一個(gè)完整的振蕩器，其中除了石英晶體外，還有晶體管和阻容元件，因此體積較大。

石英晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度可達(dá)10^-9/日，甚至10^-11。例如10MHz的振蕩器，頻率在一日之內(nèi)的變化一般不大于0.1Hz。因此，完全可以將晶體振蕩器視為恒定的基準(zhǔn)頻率源(石英表、電子表中都是利用石英晶體來做計(jì)時(shí)的基準(zhǔn)頻率)。從PC誕生至現(xiàn)在，主板上一直都使用一顆14.318MHz的石英晶體振蕩器作為基準(zhǔn)頻率源。主板上除了這顆14.318MHz的晶振，還能找到一顆頻率為32.768MHz的晶振，它被用于實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)電路中，顯示精確的時(shí)間和日期

晶振分有源晶振和無源晶振，根據(jù)有源晶振(晶體振蕩器)的功能和實(shí)現(xiàn)技術(shù)的不同，可以分為以下四類：

1、溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(TCXO)

其對溫度穩(wěn)定性的解決方案采用了一些溫度補(bǔ)償手段，主要原理是通過感應(yīng)環(huán)境溫度，將溫度信息做適當(dāng)變換后控制晶振的輸出頻率，達(dá)到穩(wěn)定輸出頻率的效果。

特點(diǎn)：用熱敏補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)來提高石英晶體的溫度特性指標(biāo)，可滿足較寬溫度范圍的需要;頻率范圍：1～40 MHz;頻率穩(wěn)定度：5&TImes;10-6～5&TImes;10-7。

2、普通晶體振蕩器(SPXO)

這是一種簡單的晶體振蕩器，通常稱為鐘振，完全是由晶體的自由振蕩完成。這類晶振主要應(yīng)用于穩(wěn)定度要求不高的場合。

特點(diǎn)：直接反映所用石英晶體的性能;可工作頻率范圍通常為1KHz～250 MHz;頻率穩(wěn)定度為10-4～10-5;一般用于本振源或中間信號。

3、壓控晶體振蕩器(VCXO)

這是根據(jù)晶振是否帶壓控功能來分類，帶壓控輸入引腳的一類晶振叫VCXO。

特點(diǎn)：頻率可隨外加調(diào)制電壓而改變;頻率范圍：1～250MHz;頻率穩(wěn)定度：普通晶振壓控為≤(1～2)&TImes;10-3fo/n2，高穩(wěn)晶振可微調(diào)10-7。頻率微調(diào)或鎖相同步。

4、壓控溫補(bǔ)振蕩器(VC-TCXO)

很好理解，就是結(jié)合壓控和溫補(bǔ)這兩項(xiàng)功能。

目前這幾種晶體振蕩器主要還是進(jìn)口為主，而日本KDS是全球三家最大的生產(chǎn)商之一，KDS即是日本大真空株式會(huì)社(DASHINKU CORP)，成立于1951年，至今已有50多年的歷史。是全球領(lǐng)先的三大晶振制造商之一。其制造工場主要分布在日本本土、中國大陸、中國臺灣、泰國、印度尼西亞等十個(gè)制造中心。其中天津工場是全球晶振行業(yè)最大的單體制造工廠。也是全球最大的TF型(主要是32.768KHz)晶振制造工廠。而上海唐輝電子是日本大真空株式會(huì)社在中國的指定代理商

方形有源晶振引腳分布：

1、正方的，使用DIP-8封裝，打點(diǎn)的是1腳。 1-NC; 4-GND; 5-Output; 8-VCC

2、長方的，使用DIP-14封裝，打點(diǎn)的是1腳。1-NC; 7-GND; 8-Output; 14-VCC

BTW：

1、電源有兩種，一種是TTL，只能用5V，一種是HC的，可以3.3V/5V

2、邊沿有一個(gè)是尖角，三個(gè)圓角，尖角的是一腳，和打點(diǎn)一致。

Vcc out

NC(點(diǎn)) GND

有源晶振為四角方形或矩形金屬盒子，看著標(biāo)稱一面(頂)，左下空腳，右下地，左上VCC(5V)，右上輸出。接上電源可以用示波器看到波形。

有源晶振型號縱多，而且每一種型號的引腳定義都有所不同，接發(fā)也不同，下面我介紹一下有源晶振引腳識別:

有個(gè)點(diǎn)標(biāo)記的為1腳，按逆時(shí)針(管腳向下)分別為2、3、4。

有源晶振通常的用法：一腳懸空，二腳接地，三腳接輸出，四腳接電壓。

有源晶振不需要處理器的內(nèi)部振蕩器，信號質(zhì)量好，比較穩(wěn)定，而且連接方式相對簡單(有源晶振的VCC端不要直接接VCC，要做好電源濾波，典型的接法J 使用一個(gè)電容和電感構(gòu)成的PI型濾波網(wǎng)絡(luò)如下圖所示：

輸出端用一個(gè)小阻值的電阻過濾信號即可)，不需要復(fù)雜的配置電路。相對于無源晶體，有源晶振的缺陷是其信號電平是固定的，需要選擇好合適輸出電平，靈活性較差，而且價(jià)格高。

有源晶振是右石英晶體組成的，石英晶片之所以能當(dāng)為振蕩器使用，是基于它的壓電效應(yīng)：在晶片的兩個(gè)極上加一電場，會(huì)使晶體產(chǎn)生機(jī)械變形;在石英晶片上加上交變電壓，晶體就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，同時(shí)機(jī)械變形振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場，雖然這種交變電場的電壓極其微弱，但其振動(dòng)頻率是十分穩(wěn)定的。當(dāng)外加交變電壓的頻率與晶片的固有頻率(由晶片的尺寸和形狀決定)相等時(shí)，機(jī)械振動(dòng)的幅度將急劇增加，這種現(xiàn)象稱為“壓電諧振”。

壓電諧振狀態(tài)的建立和維持都必須借助于振蕩器電路才能實(shí)現(xiàn)。圖3是一個(gè)串聯(lián)型振蕩器，晶體管T1和T2構(gòu)成的兩級放大器，石英晶體XT與電容C2構(gòu)成LC電路。在這個(gè)電路中，石英晶體相當(dāng)于一個(gè)電感，C2為可變電容器，調(diào)節(jié)其容量即可使電路進(jìn)入諧振狀態(tài)。

以上便是此次小編帶來的“晶振”相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對有源晶振的分類以及有源晶振的接法具備一定的認(rèn)知。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!