有源晶振與無源晶振


無源晶振輸出波形為正弦波,有源晶振輸出波形為正弦波或方波。 有源晶振本身輸出是正弦波,在其內部加了整形電路,所以輸出是方波,正弦波一般用的很少,普遍用的都是方波輸出(很 多時候在示波器上看到的還是波形不太好的正弦波,這是由於示波器的帶寬不夠。例如:有源晶振20MHz,如果用40MHz或60MHz的示波器測量,顯示 的是正弦波,這是由於方波的傅里葉分解為基頻和奇次諧波的疊加,帶寬不夠的話,就只剩下基頻20MHz和60MHz的諧波,所以顯示正弦波。完美的再現方 波需要至少10倍的帶寬,5倍的帶寬只能算是勉強,所以需要至少100M的示波器。)

方波主要用於數字通信系統時鍾上,用來驅動時純計數電路或門電路,對方波主要有輸出電平、占空比、上升/下降時間、驅動能力等幾個指標要求。正弦波 主要用於對EMI、頻率干擾有特殊要求的電路,這種電路要求輸出的高次諧波成分很小;后面有模擬電路選用正弦波也是比較好的選擇。通常需要提供例如諧波、 噪聲和輸出功率等指標。方波輸出功率大,驅動能力強,但諧波分量豐富;正弦波輸出功率不如方波,但其諧波分量小很多。

有源晶振的頻率輸出必定要有某個波形作為輸出載體,波形的輸出也必定會伴隨着某個負載值。在實際使用中,波形負載也是晶振的非常重要參數指標。選擇不當的話,輕則導致晶振或其他模塊工作不正常,功能無法實現,重則損壞模塊甚至整機。

晶振的輸出波形主要有三大類:正弦波、方波和准正弦波。

晶振負載主要有以下幾種:

1、正弦波:負載50歐姆或1k歐姆;

2、方波:N個TTL負載或N個PF電容;

3、准正弦波:10K歐姆並聯10PF電容;

此外還有差分輸出PECL、LVDS等高頻(100MHz以上)常用的,實際使用中晶振的輸出一般用於驅動以下電路形式:

1、同軸電纜類的長線輸出;

2、濾波器類的電路的輸出;

以上兩種電路一般適用於50歐姆的負載。這是因為以上兩種電路一般需要50歐姆負載作匹配,在射頻領域還有75歐姆、300歐姆等特征阻抗,需要時要加以說明。此類的輸出波形最適合的為正弦波,正弦波經過長線傳輸后波形只是幅度有所衰減,波形並的輸入

有時候用戶為實現整形、放大等目的,用三極管、高速運放對晶振波形進行處理,這種情況下負載阻抗一般不是太重,用正弦波的波形最為合適。需要提供負載、波形幅度等參數。

6、對EMI、頻率干擾有特殊要求的電路

這種電路要求輸出的高次諧波成分很小,因此不管驅動的是什么電路,都以正弦波為最好。

方波輸出分為:TTL電平和CMOS電平在:

TTL電平輸入低電平<=0.8V,高電平>=2.0V;輸出低電平<0.4V,高電平>2.4V,最大低電平和最小高電平之間是無效電壓;

CMOS電平輸入低電平<0.3Vcc,輸入高電平>0.7Vcc,輸出低電平<0.1Vcc(接近於0),輸出高電平>0.9Vcc(接近於電源電壓);

 

         目前發現無源晶振與有源晶振最小的有2025較為常見,2025封裝分為4腳的和6腳的,其中若是四腳的無源晶振,則1、3腳接晶振輸入,2、4不接;若是四腳的有源晶振,則1腳不接、2腳接地,3腳輸出,4腳電源;若是6腳的有源晶振,則1、3腳接地,2、5腳不接,4腳輸出,6腳電源。


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