有源晶振與無源晶振的比較 英文名稱：Crystal 無源晶體 基本原理：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)： 在晶片的兩個極上加一電場， 會使晶體產(chǎn)生機械變形；在石英晶片上加上交變電壓，晶體就會產(chǎn)生機械振動，同時機械變 形振動又會產(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，機械振動的幅 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現(xiàn)。 1 是一個串聯(lián)型振蕩 圖 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。在這個電 路中，石英晶體相當(dāng)于一個電感，C2 為可變電容器，調(diào)節(jié)其容量即可使電路進入諧振狀態(tài)。 該振蕩器供電電壓為 5V，輸出波形為方波。 Oscillator 有源晶體?1串聯(lián)振蕩器簡單比較：無源晶振內(nèi)只有一片按一定軸向切割的石英晶體薄片,供接入運放(或微處理器的 XTAL 端)以形成振蕩.有源晶振內(nèi)帶運放,工作在最佳狀態(tài),送入電源后,可直接輸出一定頻率的等幅 正弦波,一般至少有 4 引腳,體積稍大.-1-詳細(xì)區(qū)別：1、無源晶體——無源晶體需要用 DSP 片內(nèi)的振蕩器，在 datasheet 上有建議的連接方 法。

無源晶體沒有電壓的問題，信號電平是可變的，也就是說是根據(jù)起振電路來決定的，同 樣的晶體可以適用于多種電壓，可用于多種不同時鐘信號電壓要求的 DSP，而且價格通常 也較低， 因此對于一般的應(yīng)用如果條件許可建議用晶體， 這尤其適合于產(chǎn)品線豐富批量大的 生產(chǎn)者。無源晶體相對于晶振而言其缺陷是信號質(zhì)量較差，通常需要精確匹配外圍電路（用 于信號匹配的電容、電感、電阻等） ，更換不同頻率的晶體時周邊配置電路需要做相應(yīng)的調(diào) 整。建議采用精度較高的石英晶體，盡可能不要采用精度低的陶瓷警惕。 2、有源晶振——有源晶振不需要 DSP 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（主要是做好電源濾波，通常使用一個電容和電感構(gòu)成的 PI 型濾波網(wǎng)絡(luò)， 輸出端用一個小阻值的電阻過濾信號即可） 不需要復(fù)雜的配置電路。 ， 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。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，而且價格高。對于時序要求敏感 的應(yīng)用，個人認(rèn)為還是有源的晶振好，因為可以選用比較精密的晶振，甚至是高檔的溫度補 償晶振。有些 DSP 內(nèi)部沒有起振電路，只能使用有源的晶振，如 TI 的 6000 系列等。

有源 晶振相比于無源晶體通常體積較大，但現(xiàn)在許多有源晶振是表貼的，體積和晶體相當(dāng)，有的 甚至比許多晶體還要小。 幾點注意事項： 1、需要倍頻的 DSP 需要配置好 PLL 周邊配置電路，主要是隔離和濾波； 2、20MHz 以下的晶體晶振基本上都是基頻的器件，穩(wěn)定度好有源晶振晶振，20MHz 以上的大多是 諧波的（如 3 次諧波、5 次諧波等等） ，穩(wěn)定度差，因此強烈建議使用低頻的器件，畢竟倍 頻用的 PLL 電路需要的周邊配置主要是電容、電阻、電感，其穩(wěn)定度和價格方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于 晶體晶振器件； 3、時鐘信號走線長度盡可能短，線寬盡可能大，與其它印制線間距盡可能大，緊靠器 件布局布線，必要時可以走內(nèi)層，以及用地線包圍； 4、通過背板從外部引入時鐘信號時有特殊的設(shè)計要求，需要詳細(xì)參考相關(guān)的資料。 此外還要做一些說明： 總體來說晶振的穩(wěn)定度等方面好于晶體， 尤其是精密測量等領(lǐng)域，絕大多數(shù)用的都是高 檔的晶振有源晶振晶振，這樣就可以把各種補償技術(shù)集成在一起，減少了設(shè)計的復(fù)雜性。試想，如果采用 晶體， 然后自己設(shè)計波形整形、 抗干擾、 溫度補償， 那樣的話設(shè)計的復(fù)雜性將是什么樣的呢？ 我們這里設(shè)計射頻電路等對時鐘要求高的場合， 就是采用高精度溫補晶振的， 工業(yè)級的要好 幾百元一個。