石英晶體諧振器（無源晶振）與有源晶振的區(qū)別

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在電子技術(shù)領(lǐng)域，石英晶體諧振器（無源晶振）和有源晶振是兩種常見的頻率控制元件，它們?cè)?a class="article-link" target="_blank" href="/design/">電路設(shè)計(jì)、性能和應(yīng)用方面有著顯著的區(qū)別。本文將詳細(xì)介紹這兩種晶振的區(qū)別，以及石英晶體諧振器在電路中的應(yīng)用。

石英晶體諧振器（無源晶振）

石英晶體諧振器，也稱為無源晶振，是一種基于石英晶體壓電效應(yīng)的頻率控制元件。它本身無法輸出頻率信號(hào)，需要搭配外部放大電路才能產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩信號(hào)。石英晶體諧振器的主要作用是提供精確的頻率參考，以確保設(shè)備中的各個(gè)部件能夠同步工作。

有源晶振

有源晶振內(nèi)部集成了一個(gè)獨(dú)立的起振芯片IC，這使得它能夠產(chǎn)生高質(zhì)量的輸出信號(hào)，并且具有很高的穩(wěn)定性。由于內(nèi)部集成了起振電路，有源晶振的輸出信號(hào)不受外部電路的影響，這對(duì)于需要高精度時(shí)鐘信號(hào)的設(shè)備來說是非常重要的。然而，這種高集成度的設(shè)計(jì)也導(dǎo)致了有源晶振的成本相對(duì)較高。

石英晶體諧振器在電路中的應(yīng)用

石英晶體諧振器在電路中的應(yīng)用主要依賴于外部放大電路，以下是一些常見的應(yīng)用場(chǎng)景：

1. 并聯(lián)型振蕩器電路：在并聯(lián)型振蕩器電路中，石英晶體諧振器的兩端引腳與單片機(jī)內(nèi)部的反相器相連，再匹配電容和電阻組成皮爾斯振蕩器（Pierce?Oscillator）。這種電路結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩信號(hào)。

2. 并聯(lián)電阻Rf：在并聯(lián)型振蕩器電路中，石英晶體諧振器需要并聯(lián)一個(gè)電阻Rf，以完成輸出信號(hào)反向180度反饋到輸入端進(jìn)行負(fù)反饋，構(gòu)成負(fù)反饋放大電路。Rf的阻值根據(jù)晶振的頻率不同而有所差異，KHz晶振電路Rf為10MΩ左右，MHz晶振電路Rf為1MΩ左右。如果沒有加Rf，晶振電路也可能會(huì)起振，但存在不起振或者停振的隱患。

3. 串聯(lián)電阻Rd：晶振過分驅(qū)動(dòng)會(huì)使頻率上升，導(dǎo)致晶振早期失效。Rd用來調(diào)整激勵(lì)電平（Drive?Level），其具體大小需要根據(jù)驅(qū)動(dòng)程度進(jìn)行調(diào)整。Rd的主要作用是降低激勵(lì)功率，防止損壞晶振，并限制振蕩幅度。

石英晶體諧振器與有源晶振的區(qū)別

1. 電路設(shè)計(jì)：石英晶體諧振器需要外部放大電路才能產(chǎn)生振蕩信號(hào)，而有源晶振內(nèi)部集成了起振電路，無需外部電路。

2. 信號(hào)質(zhì)量：有源晶振能夠產(chǎn)生高質(zhì)量的輸出信號(hào)，并且具有很高的穩(wěn)定性，而石英晶體諧振器的信號(hào)質(zhì)量受外部電路影響較大。

3. 成本：石英晶體諧振器的成本較低，因?yàn)橛性淳д竦膬?nèi)部集成設(shè)計(jì)導(dǎo)致其成本相對(duì)較高。

4. 應(yīng)用場(chǎng)景：石英晶體諧振器適用于對(duì)時(shí)鐘精度要求不高的場(chǎng)合，而有源晶振適用于需要高精度時(shí)鐘信號(hào)的設(shè)備。

總之，石英晶體諧振器與有源晶振在電路設(shè)計(jì)、性能和應(yīng)用方面有著顯著的區(qū)別。石英晶體諧振器需要外部放大電路才能產(chǎn)生振蕩信號(hào)，而有源晶振內(nèi)部集成了起振電路，無需外部電路。有源晶振能夠產(chǎn)生高質(zhì)量的輸出信號(hào)，并且具有很高的穩(wěn)定性，但成本相對(duì)較高。石英晶體諧振器適用于對(duì)時(shí)鐘精度要求不高的場(chǎng)合，而有源晶振適用于需要高精度時(shí)鐘信號(hào)的設(shè)備。