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60秒搞懂有源晶振,无源晶振与集成电路有何联系

集成电路是一种超微型的电子元器件,一个电路中有晶振器、晶体管、电容电阻电感等元器件相互连线组成。今天品慧晶振资深工程师给大家谈一谈有源晶振,无源晶振与集成电路有何联系,让大家能快速了解与学习。

首先,我们了解一下什么是单片机?

单片机,英文称为Microcontrollers,是一种集成电路芯片,简写为MCU,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代,由当时的4位、8位单片机,发展到现在的300M的高速单片机。

什么是单片机?

其次,来区分一下什么是有源晶振和无源晶振?

石英晶振内部都有一块石英晶体,它可以把电能和机械能互相转换,从而给电子系统提供稳定、精确的单频振荡。石英水晶振子也有高等普通之分,普通晶振频率精度就可达到50%,高级晶振的频率精度可想而知了,但是高级晶振就价格也相对较高。

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)。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;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。

无源晶振就是石英晶体谐振器的别称,英文名(crystal),主要用在各种电子线路中起产生频率的作用。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,无源晶振分为直插式音叉晶振与SMD式贴片晶振。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 无源晶振需要用DSP片内的振荡器,在datasheet上有建议的连接方法。

无源晶振

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。

最后,有源晶振,无源晶振与集成电路之间的联系?

无源晶振没有电压的问题,信号电平是可变的,也就是说是根据起振电路来决定的,同样的晶振可以适用于多种电压,可用于多种不同时钟信号电压要求的DSP,而且价格通常也较低,因此对于一般的应用如果条件许可建议用晶体,这尤其适合于产品线丰富批量大的生产者。

无源晶振相对于晶振而言其缺陷是信号质量较差,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需要做相应的调整。使用时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振。

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。

今天品慧工程师介绍的有源晶振,无源晶振与集成电路之间的联系就到这里。如果大家有遇到一些晶振疑难问题,可以进入PINNACE品慧官网,我们有专业的技术人员,在线帮大家解决相关晶振技术问题。

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