驯服晶振应用电路有哪些应用，求解答

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-02-06 02:00 标签： 晶振应用电路

振荡器是很多电路中必不可少的电子元器件，那么在我们惯性思维中一个优秀的设计成功与否的关键与振荡器选择是密不可分的，然而事实真的是这样吗？我们都知道就是一个频率源，一般用在锁相环之中。简单点说就是一个不需要借助外信号激励、自身就可以将直流电能转化为交流电能的控制装置。它有很多用途.在无线电广播和通信设备中产生电磁波.在微机中产生时钟信号.在稳压电路中产生高频交流电。

常见的振荡器可以按以下几点进行区分:

振荡器可分为两种，谐波振荡器、弛张振荡器；

以激励方式可分为自激振荡器以及他激振荡器；

输出的波形可分3种正弦波、方波、锯齿波振荡器；

从电路结构可分为阻容振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器、音叉振荡器之类的。

  有设计师认为是一个设计最重要的组件之一，一个错误的选择很有可能会杀死一个设计。如果这个观点是对的话，那么就会出现以下四个问题。解决了这些问题或许你会找到自己想要的答案。

一、你需要水晶还是振荡器？

虽然它们可能看起来相同并且共享许多规格，石英晶体和振荡器是非常不同的设备。封装的水晶是一块石英，切割和抛光以在具有高Q值的特定频率下共振。它不是包含振荡器电路，驱动石英产生时钟输出。相反，驱动电路位于晶体所在的器件内部连接的。相比之下，晶体振荡器或XO是包含该晶体振荡器的完整器件石英晶体，振荡器电路，输出驱动器，并且可能是锁相的循环（PLL）。 XO以指定的频率和信号提供时钟输出格式，例如CMOS晶振，和LVPECL晶振。振荡器也可以直接驱动芯片或通过缓冲器馈送以提供a的多个副本特定频率。

二、需要什么抖动性能？

  定时抖动是一种测量时钟信号纯度的方法。越低了抖动，噪音越小。由于通常用作本地振荡器对于系统的“心跳”，需要干净且低抖动的输出。在示波器的时域中测量抖动-例如，周期抖动和周期间抖动 - 或者在a。的频域中相位噪声分析仪，在频带上集成RMS相位抖动。

低相位抖动XO<250fs-RMS对于更高性能至关重要应用，因为高水平的时钟抖动导致不可接受的高误码率（BER），流量丢失或系统通信丢失。因此，如果有疑问，从低抖动时钟源开始总是更安全提供更多的抖动余量。在理想情况下，应用程序或芯片组由驱动器驱动振荡器将提供最大允许抖动规范伴随积分带，相位噪声掩模和杂散要求。在在这种情况下，主要考虑的是需要多少抖动余量振荡器允许来自缓冲器或其他芯片的任何附加抖动更远时序路径的下游。

三、你的频率会改变吗？

许多振荡器应用仅需要单个固定频率，如156.25兆赫。在其他情况下，提供的频率可能需要更改.对于此类应用，理想的解决方案是提供多个振荡器，预先存储的频率。双和四振荡器可用于这些应用。这些器件的输出频率可通过引脚选择启用单个XO替换多个振荡器和多路复用器。如果申请需要混合整数和小数时钟，选择一致提供的设备所有目标频率的低抖动操作。

四、频率稳定性有多重要？

频率稳定性衡量的输出频率由于温度变化，在运行期间可能发生变化。如果频率漂移超出应用程序的预期，可能会出现定时误差发生。频率稳定性以百万分率或ppm表示，相对于特定温度范围内的标称频率。振荡器使用在制造过程中以不同角度切割的石英晶体产生不同的温度响应。常见的XO温度稳定性额定值包括±20 ppm，±50 ppm和±100 ppm。较低的ppm意味着输出频率在给定温度范围内更稳定。

值得注意的是，频率稳定性只是了解方式的一个方面振荡器的频率可能会发生变化。完整的测量潜在的频率偏差称为总稳定性，它是总和频率稳定性随温度变化，初始精度在25°C，老化超过a指定的时间和温度。总稳定性揭示了可能产生的最坏情况可能的频率使用寿命。

  纵观以上这些数据来看，为你设计选择一颗振荡器是非常有必要的，并且你需要从多方面的考虑，学会如何选择合适的振荡器不仅能充分发挥产品的性能，能为在设计上事半功倍，以上资料仅供参考。

晶振输出串电阻就来自于最小化设计，对于数字电路里最重要的时钟源部分，应该特别注意保证信号完整性，最小化设计中晶振外围电路除了电阻还要有一些其他器件。

无源晶振输出波形为正弦波，有源晶振输出波形为正弦波（sin）或方波。 有源晶振自身输出是正弦波，在其内部加了整形电路，所以输出是方波，正弦波通常用的很少，遍及用的都是方波输出（许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行。例如：有源晶振20MHz，假如用40MHz或60MHz的示波器测量，显现的是正弦波，这是由于方波的傅里叶分解为基频和奇次谐波的叠加，带宽不行的话，就只剩下基频20MHz和60MHz的谐波，所以显现正弦波。完美的再现方波需求最少10倍的带宽，5倍的带宽只能算是牵强，所以需求最少100M的示波器）。

无源晶振有2个引脚，需要借助于外部的时钟电路(接到主IC内部的震荡电路)才能产生振荡信号，自身无法振荡.

有源晶振有4个引脚，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.只需要电源,就可输出比较好的波形一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器（注意是放大器不是反相器）的两端接入晶振，再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地，这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容，请注意一般IC的引脚都有等效输入电容，这个不能忽略。

晶振是晶体振荡器的简称，在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络。电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分，其中较低的频率是串联谐振；较高的频率是并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。

有源晶振的频率输出一定要有某个波形作为输出载体，波形的输出也一定会伴随着某个负载值。在实际使用中，波形负载也是晶振的非常重要参数目标。挑选不妥的话，轻则导致晶振或别的模块作业不正常，功用无法完成，重则损坏模块甚至整机。

晶振的输出波形首要有三大类：正弦波、方波和准正弦波。

晶振负载首要有以下几种：

1、正弦波：负载50欧姆或1k欧姆；

2、方波：N个TTL负载或N个PF电容；

3、准正弦波：10K欧姆并联10PF电容。

此外还有差分输出PECL、LVDS等高频（100MHz以上）常用的，实际使用中晶振的输出通常用于驱动以下电路形式：

1、同轴电缆类的长线输出；

2、滤波器类的电路的输出。

以上两种电路通常适用于50欧姆的负载。这是由于以上两种电路通常需求50欧姆负载作匹配，在射频范畴还有75欧姆、300欧姆等特征阻抗，需求时要加以阐明。此类的输出波形最适合的为正弦波，正弦波通过长线传输后波形仅仅起伏有所衰减，波形并的输入。

有时候用户为完成整形、扩大等目的，用三极管、高速运放对晶振波形进行处理，这种情况下负载阻抗通常不是太重，用正弦波的波形最为适宜。需求供给负载、波形起伏等参数。

对EMI、频率搅扰有特殊请求的电路这种电路请求输出的高次谐波成分很小，因而不论驱动的是什么电路，都以正弦波为最佳。

方波输出分为：TTL电平缓CMOS电平在TTL电平输入低电平<=。

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