關(guān)于晶振的那些事……

晶振，在板子上看上去一個不起眼的小器件，但是在數(shù)字電路里，就像是整個電路的心臟。數(shù)字電路的所有工作都離不開時鐘，晶振的好壞，晶振電路設(shè)計的好壞，會影響到整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。所以說晶振是智能硬件的“心臟”。

每個單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振(晶體震蕩器)，在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振的作用非常大，他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必須的時鐘頻率，單片機(jī)的一切指令的執(zhí)行都是建立在這個基礎(chǔ)上的，晶振的提供的時鐘頻率越高，那單片機(jī)的運行速度也就越快。

復(fù)雜的電子產(chǎn)品，晶振是必須的，而RC或LC振蕩無法企及，原因就是信號的穩(wěn)定性不夠，而晶振的三種切型：AT切，SC切和X切，把石英按照一定的角度切成薄片，而根據(jù)其厚度就可以給出一定的頻率信號，根據(jù)需要可以任意設(shè)計頻率值。

石英晶體俗稱水晶，成分SiO2，它不僅是較好的光學(xué)材料，而且是重要的壓電材料。晶體的主要特征是其原子或分子有規(guī)律排列，反映在宏觀上是外形的對稱性。人造水晶在高溫高壓下結(jié)晶而成。在電場的作用下，晶體內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力而形變，從而產(chǎn)生機(jī)械振動，獲得特定的頻率。我們利用它的這種逆壓電效應(yīng)特性來制造石英晶體諧振器。

晶振的分類

1、從外觀上可以劃分為：圓柱晶振（DIP）、貼片晶振（SMD）。

諧振器一般分為插件（Dip）和貼片（SMD）。插件中又分為HC-49U、HC-49U/S、音叉型（圓柱）。HC-49U一般稱49U，有些采購俗稱“高型”，而HC-49U/S一般稱49S，俗稱“矮型”。音叉型按照體積分可分為3*8，2*6，1*5，1*4等等。貼片型是按大小和腳位來分類。例如7*5（0705）、6*3.5（0603），5*3.2（5032）等等。腳位有4pin和2pin之分。

而振蕩器也是可以分為插件和貼片。插件的可以按大小和腳位來分。例如所謂全尺寸的，又稱長方形或者14pin，半尺寸的又稱為正方形或者8pin。不過要注意的是，這里的14pin和8pin都是指振蕩器內(nèi)部核心IC的腳位數(shù)，振蕩器本身是4pin。而從不同的應(yīng)用層面來分，又可分為OSC(普通鐘振)，TCXO（溫度補償），VCXO（壓控），OCXO（恒溫）等等。

2、從工作性能上分為：石英晶體諧振器（無源）、石英晶體震蕩器（有源，帶電壓的。晶體振蕩器又可分為Package石英振蕩器(SPXO)、溫度補償石英振蕩器(TCXO)、電壓控制石英振蕩器(VCXO)、恒溫槽式石英振蕩器(OCXO)）。

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。有源晶振逐步演變?yōu)槭袌鲋髁鳌?/p>