無源晶體與有源晶振的區別、應用範圍及用法

1、無源晶體——無源晶體須要用DSP片內的振盪器，在datasheet上有建議的鏈接方法。無源晶體沒有電壓的問題，信號電平是可變的，也就是說是根據起振電路來決定的，一樣的晶體能夠適用於多種電壓，可用於多種不一樣時鐘信號電壓要求的DSP，並且價格一般也較低，所以對於通常的應用若是條件許可建議用晶體，這尤爲適合於產品線豐富批量大的生產者。無源晶體相對於晶振而言其缺陷是信號質量較差，一般須要精確匹配外圍電路（用於信號匹配的電容、電感、電阻等），更換不一樣頻率的晶體時周邊配置電路須要作相應的調整。建議採用精度較高的石英晶體，儘量不要採用精度低的陶瓷警戒。
2、有源晶振——有源晶振不須要DSP的內部振盪器，信號質量好，比較穩定，並且鏈接方式相對簡單（主要是作好電源濾波，一般使用一個電容和電感構成的PI型濾波網絡，輸出端用一個小阻值的電阻過濾信號便可），不須要複雜的配置電路。有源晶振一般的用法：一腳懸空，二腳接地，三腳接輸出，四腳接電壓。相對於無源晶體，有源晶振的缺陷是其信號電平是固定的，須要選擇好合適輸出電平，靈活性較差，並且價格高。對於時序要求敏感的應用，我的認爲仍是有源的晶振好，由於能夠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。有源晶振相比於無源晶體一般體積較大，但如今許多有源晶振是表貼的，體積和晶體至關，有的甚至比許多晶體還要小。
幾點注意事項：
1、須要倍頻的DSP須要配置好PLL周邊配置電路，主要是隔離和濾波；
2、20MHz如下的晶體晶振基本上都是基頻的器件，穩定度好，20MHz以上的大可能是諧波的（如3次諧波、5次諧波等等），穩定度差，所以強烈建議使用低頻的器件，畢竟倍頻用的PLL電路須要的周邊配置主要是電容、電阻、電感，其穩定度和價格方面遠遠好於晶體晶振器件；
3、時鐘信號走線長度儘量短，線寬儘量大，與其它印製線間距儘量大，緊靠器件佈局佈線，必要時能夠走內層，以及用地線包圍；
4、經過背板從外部引入時鐘信號時有特殊的設計要求，須要詳細參考相關的資料。
此外還要作一些說明：
整體來講晶振的穩定度等方面好於晶體，尤爲是精密測量等領域，絕大多數用的都是高檔的晶振，這樣就能夠把各類補償技術集成在一塊兒，減小了設計的複雜性。試想，若是採用晶體，而後本身設計波形整形、抗干擾、溫度補償，那樣的話設計的複雜性將是什麼樣的呢？咱們這裏設計射頻電路等對時鐘要求高的場合，就是採用高精度溫補晶振的，工業級的要好幾百元一個。
特殊領域的應用若是找不到合適的晶振，也就是說設計的複雜性超出了市場上成品晶振水平，就必須本身設計了，這種狀況下就要選用晶體了，不過這些晶體確定不是市場上的普通晶體，而是特殊的高端晶體，如紅寶石晶體等等。
更高要求的領域狀況更特殊，咱們這裏在高精度測試時採用的時鐘甚至是原子鐘、銣鍾等設備提供的，經過專用的射頻接插件鏈接，是個大型設備，至關笨重。

、 晶振：即所謂石英晶體諧振器和石英晶體時鐘振盪器的統稱。不過因爲在消費類電子產品中，諧振器用的更多，因此通常的概念中把晶振就等同於諧振器理解了。後者就是一般所指鍾振。
2、 分類。首先說一下諧振器。
諧振器通常分爲插件（Dip）和貼片（SMD）。插件中又分爲HC-49U、HC-49U/S、音叉型（圓柱）。HC-49U通常稱49U，有些採購俗稱 "高型"，而HC-49U/S通常稱49S，俗稱"矮型"。音叉型按照體積分可分爲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。
而振盪器也是能夠分爲插件和貼片。插件的能夠按大小和腳位來分。例如所謂全尺寸的，又稱長方形或者14pin，半尺寸的又稱爲正方形或者8pin。不過要注意的是，這裏的14pin和8pin都是指振盪器內部核心IC的腳位數，振盪器自己是4pin。而從不一樣的應用層面來分，又可分爲OSC(普通鍾振)， TCXO（溫度補償），VCXO（壓控），OCXO（恆溫）等等。
3、 基本術語。我想這也是不少採購同窗比較模糊的地方。這裏我選了一些經常使用的諧振器術語拿來作一下解釋。
Frequency Tolerance（調整頻差）：在規定條件下，在基準溫度（25±2℃）與標稱頻率容許的誤差。通常用PPm（百萬分之）表示。
Frequency Stability(溫度頻差)：指在規定的工做溫度範圍內，與標稱頻率容許的誤差。用PPm表示。
Aging（年老化率）：在規定條件下，晶體工做頻率隨時間而容許的相對變化。以年爲時間單位衡量時稱爲年老化率。
Shunt Capacitance（靜電容）：等效電路中與串聯臂並接的電容，也叫並電容，一般用C0表示。
Load Capacitance（負載電容）：與晶體一塊兒決定負載諧振頻率fL的有效外界電容，一般用CL表示。
通常最關注的參數有2個，即調整頻差，負載電容。有一部分對溫度頻差有要求。若是工做溫度範圍比較廣，則會對工做溫度範圍有所要求，即所謂寬溫。
4、選用。主要講講諧振器。理論上來講，只要參數肯定，選任何一種型號都是能夠正常使用的。例如49U和49S替換，49S和圓柱以及和貼片替換，都是沒有問題的。但在實際選擇中會根據電路特色，成本以及便利性來考量和選擇。通常來講，簡單的應用中主要都是從成本在考慮。可是有些產品或者電路會對晶振的等效電阻，激勵功率等等提出要求，因此就會在不一樣的型號中加以選擇。另外，貼片則主要是爲了適應產品日益小型化和提升生產效率的要求。聽到有些採購朋友說，只能選49S而不能用49U或者反之，這是一個小誤區。呵呵。
而鍾振的選擇則主要決定產品電路的特性的要求，通常來講鍾振在精密性以及須要達到相關應用的要求會更好。例如手機，通訊機站，衛星等等。