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  • 晶体和晶振的区别

    千次阅读 2018-04-14 15:40:24
    固态物质分为晶体和非晶体。从宏观上看,自然凝结、不受外界干扰而形成晶体都有自己独特、呈对称性形状,如食盐呈立方体;冰呈六角棱柱体;明矾呈八面体等。晶振,晶体振荡器,是指从一块石英晶体上按一定...

    晶体(crystal)是有明确衍射图案的固体,其原子或分子在空间按一定规律周期重复地排列。晶体中原子或分子的排列具有三维空间的周期性,隔一定的距离重复出现,这种周期性规律是晶体结构中最基本的特征。
    固态物质分为晶体和非晶体。从宏观上看,自然凝结的、不受外界干扰而形成的晶体都有自己独特的、呈对称性的形状,如食盐呈立方体;冰呈六角棱柱体;明矾呈八面体等。

    晶振,晶体振荡器,是指从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片),石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振;而在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器。其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。


    晶体又叫无源晶振,晶振又叫有源晶振,区别是是否需要供电,源可以理解为电源

    晶体:

    1.一般两个管脚,无极性,直插到PCB板子上,没有接地,精度低,

    2.不供电,又称晶体谐振器,需要RC谐振电路才可以起振


    晶振:

    1.一般4个管脚(电源端、地、输出、还有一个压控或者悬空端子)贴片式

    2.又称石英晶体振荡器 

    3.内部有时钟电路,供电即可产生时钟信号



    石英晶体谐振器简称晶体(无源),石英晶体振荡器简称晶振。

    晶振与晶体的区别

      1) 晶振是有源晶振的简称,又叫振荡器。英文名称是oscillator。晶体则是无源晶振的简称,也叫谐振器。英文名称是crystal.

      2) 无源晶振(晶体)一般是直插两个脚的无极性元件,需要借助时钟电路才能产生振荡信号。常见的有49U、49S封装。

      3) 有源晶振(晶振)一般是表贴四个脚的封装,内部有时钟电路,只需供电便可产生振荡信号。一般分7050、5032、3225、2520几种封装形式。

      什么是晶体?

      晶体是晶体谐振器的简称,谐振器是指产生谐振频率的元器件,主要起频率控制的作用,所有电子产品涉及频率的发射和接收都需要谐振器,产生频率的作用,具有稳定,抗干扰性能良好的特点,广泛应用于各种电子。晶体谐振器封壳里面只有晶片,没有任何电路,参数有负载电容,频差,电阻。在焊接电路中,两旁需要电容电阻等电子元器件来助起振。

      晶体谐振器的等效电路

      如何区分晶体与晶振,晶体和晶振的真正定义

      上图是一个在谐振频率附近有与晶体谐振器具有相同阻抗特性的简化电路。其中:C1为动态电容也称等效串联电容;L1为动态电感也称等效串联电感;R1为动态电阻也称等效串联电阻;C0为静态电容也称等效并联电容。

      这个等效电路中有两个最有用的零相位频率,其中一个是谐振频率(Fr),另一个是反谐振频率(Fa)。当晶体元件实际应用于振荡电路中时,它一般还会与一负载电容相联接,共同作用使晶体工作于Fr和Fa之间的某个频率,这个频率由振荡电路的相位和有效电抗确定,通过改变电路的电抗条件,就可以在有限的范围内调节晶体频率。

      晶振的分类?

      晶体分为通用晶体和高精密晶体两种 ,像目前市场用量比较大的3225贴片晶振,2520贴片晶振,5032晶振等,就是通用晶体,还有就是插件晶振一类例如49U 49S等。通用晶体一般都是AT切的(水晶晶片的切割角度不同,会有不同的切型)。高精密晶体,除了AT切型,还有SC 切 IT 切等。高精密晶体的封装形式一般是,HC-43U, 45U, UM-1,UM-5 TO5,TO8等 ,一般SC切的晶体都是用在OCXO 上面,适用更高端的产品,用量也少。高精密晶体在滤波器上的使用也较为广泛,一般一个晶体滤波器上面有的是一套用4个UM-1的晶体,有的是一套用6个。有人会误解为晶体滤波器,实则上不然,高精密晶体和晶体滤波器是两种截然不同的元器件,晶体滤波器上会用到高频的高精密晶体。瑞泰提供的高基频现在能做到200多MHz。我们可以说UM-1的高基频晶体是滤波器用晶体,但不能说是晶体滤波器。要不很容易混淆了。

      如何区分晶体与晶振,晶体和晶振的真正定义

      AT切 49/S晶振 通用晶振封装

      什么是晶振?

      晶振是晶体振荡器的简称,也叫有源晶振。谐振器与振荡器的区别在于,在原有谐振器的基础上了加了起振芯片,封壳里带有电路 IC ,参数有电压值 输出模式 控制脚等参数。简而言之在焊接电路上的体现为,无需在外部添加其它的元器件,自身就可以起振,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。晶振的作用在于产生原始的时钟频率,这个频率经过频率发生器的倍频或分频后就成了电脑中各种不同的总线频率。以声卡为例,要实现对模拟信号44.1kHz或48kHz的采样,频率发生器就必须提供一个44.1kHz或48kHz的时钟频率。如果需要对这两种音频同时支持的话,声卡就需要有两颗晶振。但是现在的娱乐级声卡为了降低成本,通常都采用SRC将输出的采样频率固定在48kHz,但是SRC会对音质带来损害,而且现在的娱乐级声卡都没有很好地解决这个问题。

      晶振的分类

      有源晶振分为很多种,温补晶振,压控晶振,压控温补晶振,恒温晶振,普通有源晶振等都是有源晶振的一种,只是在使用功能上有所差异。通俗易懂一点则为带电压参数的晶振都称之为有源晶振。想对有源晶振有更多了解欢迎点击进入 有源晶振25ppm不够?用它们简直事半功倍通俗易懂。无法正常点击进入瑞泰新闻页面的,可直接百度搜索标题哦!

      如何区分晶体和晶振?

      晶体通常为两脚和四脚晶振,以2520晶振,3225晶振,5032晶振等一类晶振而言,它们都拥有两脚或者四脚的封装,晶振为四脚或者四脚以上的,这里可以肯定的一点,两脚的一定为晶体。那当遇到都是四脚的贴片晶振,如何区分晶体和晶振呢?如果晶体或者晶振在电路板上,我们只需观察晶振的外部电路是否有其它元器件的连接,如若无,则为晶振(有源晶振)。如果用肉眼观察,简单而有力的一点则是观察晶振的厚度,一般的晶体厚度均在0.45mm左右,而由于晶振技术内置起振芯片,因此晶振的厚度要比晶体高。

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  • 晶振的稳定度等方面好于晶体,尤其是精密测量等领域,绝大多数用的都是高档的晶振,这样就可以把各种补偿技术集成在一起,减少了设计的复杂性。试想,如果采用晶体,然后自己设计波形整形、抗干扰、温度补偿,那样的...
  • 前言:在硬件电路设计中经常会涉及到时钟信号,具体包含晶体、晶振、有源晶振与无源晶振等。 一、晶体 晶体:英文 Crystal,电路上一般会简写...普通单片机需外接晶体和两个电容,以STM32单片机为例,其OSC_IN和OS

    前言:在硬件电路设计中经常会涉及到时钟信号,具体包含晶体晶振有源晶振无源晶振等。

    硬件之家,http://www.allchiphome.com/post/about_crystal_oscillator


    一、晶体

    晶体:英文 Crystal,电路上一般会简写为 XTAL,需要外加时钟电路才能输出时钟信号,所以一般叫无源晶振,也叫谐振器。

    电路设计中晶体和晶振的区别


    晶体(crystal)是有明确衍射图案的固体,其原子或分子在空间按一定规律周期重复地排列。晶体中原子或分子的排列具有三维空间的周期性,隔一定的距离重复出现,这种周期性规律是晶体结构中最基本的特征。
    普通的单片机需外接晶体和两个电容,以STM32单片机为例,其OSC_IN和OSC_OUT是外部时钟源HSE的输入引脚,STM32的HSE时钟可以使用晶体或者晶振提供时钟源。

    1.晶体一般是 2 脚或者 4 脚,2 脚最常见,晶体无极性,直插到PCB板子上,没有接地,精度低,
    2.不供电,又称晶体谐振器,需要RC谐振电路才可以起振

    二、晶振

    晶振,英文 Crystal oscillator,电路上一般简写为 XO,内部有时钟电路,供电即可产生时钟信号,所以一般叫有源晶振,也叫振荡器。
    晶振一般是 4 脚,1 个 VCC,2 个 GND,1 个 Output。

    电路设计中晶体和晶振的区别

    1.一般4个管脚(电源端、地、输出、还有一个压控或者悬空端子)贴片式
    2.又称石英晶体振荡器
    3.内部有时钟电路,供电即可产生时钟信号

    我们再看一下晶振的种类:

    1. Package 石英振荡器,英文 SPXO:不施以温度控制及温度补偿的石英振荡器。频率温度特性依靠石英振荡晶体本身的稳定性。
    2. 温度补偿石英振荡器,英文 TCXO:附加温度补偿回路,减少其频率因周围温度变动而变化之石英振荡器。
    3. 电压控制石英振荡器,英文 VCXO:控制外来的电压,使输出频率能够变化或调变的石英振荡器。
    4. 恒温槽式石英振荡器,英文 OCXO:以恒温槽保持石英振荡器或石英振荡晶体在一定温度,控制其输出频率在周围温度下也能保持极小变化量之石英振荡器。

    可以看到,不管是 VCXO 还是 TCXO,内部都带有电路进行补偿,所以价格上会比晶体贵,质量和准确度也会比晶体高不少,比如 GPS 上一般会选用 TCXO。

    下面看一下晶振最重要的几个参数:

    1. 标称频率(Normal Frequency):晶振的标准频率,如 26MHz、32.768KHz 等。
    2. 频率误差(Frequency Tolerance)或频率稳定度(Frequency Stability):用单位 ppm 来表示,即百万分之一,是相对标称频率的变化量,此值越小表示精度越高,1MHz 的晶振,1 个 PPM 就是 1Hz 的偏差。
    3. 温度频差(Frequency Stability vs Temp):表示在特定温度范围内,工作频率相对于基准温度时工作频率的允许偏离,它的单位也是 ppm。
    4. 负载电容 CL:负载电容是指晶振正常工作震荡所需要的电容。为使晶体能够正常工作,需要在晶体两端外接电容,来匹配达到晶体的负载电容。

    那负载电容如何确定呢?
    计算公式:CL=C1*C2/(C1+C2)+Cic+△C
    C1 和 C2 为晶振两脚对地电容,称为匹配电容。
    Cic 为集成电路内部电容,△C 为 PCB 板上电容,一般大小为 3~5pF。
    匹配电容一般取 C1=C2=2CL,这样并联起来就接近负载电容 CL 了,在一般情况下,增大负载电容会使振荡频率下降,而减小负载电容会使振荡频率升高。
    如果 crystal 所接的 IC 内部有负载电容,那外部的 C1 和 C2 就不需要了。

    电路设计中晶体和晶振的区别

    一般 IC 的数据手册中会给出负载电容的大小。
    思考一个问题:在有些电路设计中,晶体之间的并联电阻有什么作用?

    电路设计中晶体和晶振的区别

    上述问题答案见:硬件之家,http://www.allchiphome.com/post/about_crystal_oscillator

     

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  • 先来看一下晶体和晶振的区别晶体,英文 Crystal,电路上一般会简写为 XTAL,需要外加时钟电路才能输出时钟信号,所以一般叫无源晶振,也叫谐振器。晶体一般是 2 脚或者 4 脚,2 脚最常见,晶体无极性。晶振,英文 ...

    先来看一下晶体和晶振的区别

    晶体,英文 Crystal,电路上一般会简写为 XTAL,需要外加时钟电路才能输出时钟信号,所以一般叫无源晶振,也叫谐振器。

    晶体一般是 2 脚或者 4 脚,2 脚最常见,晶体无极性。

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    晶振,英文 Crystal oscillator,电路上一般简写为 XO,只需要供电就可以输出时钟信号,所以一般叫有源晶振,也叫振荡器。

    晶振一般是 4 脚,1 个 VCC,2 个 GND,1 个 Output。

    6033c48242ead6dd22941a059007a046.png

    我们再看一下晶振的种类

    1. Package 石英振荡器,英文 SPXO:不施以温度控制及温度补偿的石英振荡器。频率温度特性依靠石英振荡晶体本身的稳定性。
    2. 温度补偿石英振荡器,英文 TCXO:附加温度补偿回路,减少其频率因周围温度变动而变化之石英振荡器。
    3. 电压控制石英振荡器,英文 VCXO:控制外来的电压,使输出频率能够变化或调变的石英振荡器。
    4. 恒温槽式石英振荡器,英文 OCXO:以恒温槽保持石英振荡器或石英振荡晶体在一定温度,控制其输出频率在周围温度下也能保持极小变化量之石英振荡器。

    可以看到,不管是 VCXO 还是 TCXO,内部都带有电路进行补偿,所以价格上会比晶体贵,质量和准确度也会比晶体高不少,比如 GPS 上一般会选用 TCXO。

    下面看一下晶振最重要的几个参数

    1. 标称频率(Normal Frequency):晶振的标准频率,如 26MHz、32.768KHz 等。
    2. 频率误差(Frequency Tolerance)或频率稳定度(Frequency Stability):用单位 ppm 来表示,即百万分之一,是相对标称频率的变化量,此值越小表示精度越高,1MHz 的晶振,1 个 PPM 就是 1Hz 的偏差。
    3. 温度频差(Frequency Stability vs Temp):表示在特定温度范围内,工作频率相对于基准温度时工作频率的允许偏离,它的单位也是 ppm。
    4. 负载电容 CL:负载电容是指晶振正常工作震荡所需要的电容。为使晶体能够正常工作,需要在晶体两端外接电容,来匹配达到晶体的负载电容。

    那负载电容如何确定呢?

    计算公式:CL=C1*C2/(C1+C2)+Cic+△C

    C1 和 C2 为晶振两脚对地电容,称为匹配电容。

    Cic 为集成电路内部电容,△C 为 PCB 板上电容,一般大小为 3~5pF。

    匹配电容一般取 C1=C2=2CL,这样并联起来就接近负载电容 CL 了,在一般情况下,增大负载电容会使振荡频率下降,而减小负载电容会使振荡频率升高。

    如果 crystal 所接的 IC 内部有负载电容,那外部的 C1 和 C2 就不需要了。

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    一般 IC 的数据手册中会给出负载电容的大小。

    今天的文章到这里就结束了。。。

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  • 1. 晶振和晶体的区别在哪里? 无源晶振:crystal;有源晶振:Oscillator 无源晶体有2个脚,借助于时钟电路产生振荡信号,信号质量较差,通常需要精确匹配外围电路。 有源晶振4个脚,除了石英晶体外,还有晶体...

    本文主要解决以下几个问题:

    1. 晶振和晶体的区别在哪里?

    无源晶振:crystal;有源晶振:Oscillator

    无源晶体有2个脚,借助于时钟电路产生振荡信号,信号质量较差,通常需要精确匹配外围电路。

    有源晶振4个脚,除了石英晶体外,还有晶体管和阻容元件,因此体积较大。信号质量好、稳定。

    对于时序要求敏感的应用,应选用有源晶振;要求系统比较稳定也应选用有源晶振。

    2. 为什么晶体常用到一个MΩ级的电阻?

    这是因为与晶体相连的器件或IC(如单片机)一般内置下面这样的振荡器电路,当反馈电阻R1没有在单片机内预留,则需要外接这个MΩ级电阻。

    图1. 并联型振荡器电路

    晶体的两个引脚与芯片(如单片机)内部的反相器相连接,再结合外部的匹配电容CL1、CL2和电阻R1、R2,组成一个皮尔斯振荡器(Pierce oscillator),上图中U1为增益很大的反相放大器,CL1、CL2为匹配电容,是电容三点式电路的分压电容,接地点就是分压点。以接地点为参考点,输入和输出是反相的,但从并联谐振回路两端来看,它们形成一个正反馈以保证电路持续振荡,它们会稍微影响振荡频率,主要用与微调频率和波形,并影响幅度。

    X1是晶体,R1是反馈电阻(一般≥1MΩ),它使反相器在振荡初始时处于线性工作区,R2与匹配电容组成网络,提供180度相移,同时起到限制振荡幅度,防止反向器输出对晶振过驱动将其损坏。

    这里涉及到晶振的一个非常重要的参数,即负载电容CL(Load capacitance),它是电路中跨接晶体两端的总的有效电容(不是晶振外接的匹配电容),主要影响负载谐振频率和等效负载谐振电阻,与晶体一起决定振荡器电路的工作频率,通过调整负载电容,就可以将振荡器的工作频率微调到标称值。晶体的对地电容和手册给出的负载电容有一定的关系,可通过公式计算,但一般对地电容CL1和CL2取不超过负载电容的2倍即可

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