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带图破解无源晶振与有源晶振知识

 whx1237 2017-02-22
         本文章来源于TJS发表在电子技术网上的博客之类,很多人偷抄别人的劳动成果都不会标注来源,敬请各位晶振同行在抄袭别人辛苦写作出来的资料时标注来源。
以下的详细资料解说的是普通无源压电石英晶体谐振器与压电石英晶体振荡器两者的区别,观看次文章之后能有效的为让你快速了解什么是谐振器与振荡器。
         普通压电无源石英晶体是一种无极性元件,晶体内部本身只有经过加工的单一石英晶片,英文单词叫做(Quartz crystal)需要借助设计的电路才能产生振荡信号,单晶振本身是无非发生振荡的,插件的一般常规都是二个脚,当然也会有三个脚的,中间那个脚一般用来接地,当然随着科技的发展,后来有了四个脚的普通贴片谐振器,四个脚其实只要二个脚才是真正通电工作的,剩余两个脚一个是悬空,一个是可以用来接地(可接可不接)。
   以下是插件型石英晶体谐振器

         有源石英晶体振荡器是最少拥有最少4个脚的的产品,四个脚的用途是:一脚悬空,二脚接地,三脚接输出,四脚接电压,电压也有分为以下几种,1.8V-2.5V-3V-3.3V-3.8V-5V等电压,振荡器内部本身除了有加工过的压电石英晶片外,还有有源振荡器IC,以及电阻两颗,电容两颗,有些会有一颗三级稳压管等原件,插件的外观体积比较大,但是随着现在的科技发展,有源晶振体积也从最初的超大体积长20mm,宽11mm,到现在的2.5mm长,宽2.0mm的小尺寸,有源晶振的英文单词简称为(Quartz crystal oscillator)。

上面是插件的有源晶振图片,下面的是贴片有源晶振破解图,这样可以让你更详细的去了解有源晶振内部的世界。
  
2. 无源晶振和有源晶振的优缺点
      无源晶体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。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警惕。
 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,而且价格高。对于时序要求敏感的应用,个人认为还是有源的晶振好,因为可以选用比较精密的晶振,甚至是高档的温度补偿晶振。
 3. 有源晶振的管脚
 无源晶振两个管脚可以任意。
 有源晶振根据封装不同,管教排列不同(打点的为“1脚”,逆时钟看)

有个点标记的为1脚,按逆时针(管脚向下)分别为2、3、4。
有源晶振通常的用法:一脚悬空,二脚接地,三脚接输出,四脚接电压。
 方形有源晶振引脚分布:
1、正方的,使用DIP-8封装,打点的是1脚。
   1-NC; 4-GND; 5-Output; 8-VCC
2、长方的,使用DIP-14封装,打点的是1脚。
   1-NC; 7-GND; 8-Output; 14-VCC
 BTW:
1、电源有两种,一种是TTL,只能用5V,一种是HC的,可以3.3V/5V
2、边沿有一个是尖角,三个圆角,尖角的是一脚,和打点一致。
 Vcc          out
NC(点)    GND
 4. 拆解有源晶振

可以看到 有源晶振 = 普通晶振+逻辑电路
 5.    晶振的输出波形
 无源贴片晶振输出正弦波。
 有源晶振输出正弦波或方波。 
如果有源晶振把整形电路做在有源晶振里面了的话,输出就是方波,但很多时候在示波器上看到的还是波形不太好的正弦波,这是由于示波器的带宽不够,好像有源晶振20MHz,如果用40MHz或60MHz的示波器测量,显示的是正弦波,这是由于方波的傅里叶分解为基频和奇次谐波的叠加,带宽不够的话,就只剩下基频20MHz和60MHz的谐波,所以显示正弦波。完美的再现方波需要至少10倍的带宽,5倍的带宽只能算是勉强,所以需要至少100M的示波器。

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