晶振輸出波形與負(fù)載：選擇與應(yīng)用指南

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晶振作為電子設(shè)備中的關(guān)鍵元件，其輸出波形和負(fù)載的選擇對于整個(gè)系統(tǒng)的性能至關(guān)重要。在實(shí)際應(yīng)用中，晶振的輸出波形主要有正弦波、方波和準(zhǔn)正弦波三大類，而負(fù)載則包括50歐姆、1k歐姆、N個(gè)TTL負(fù)載、N個(gè)PF電容、10K歐姆并聯(lián)10PF電容等。本文將詳細(xì)介紹晶振輸出波形與負(fù)載的選擇及其應(yīng)用。

一、晶振輸出波形

1. 正弦波

正弦波是晶振最基本、最常用的輸出波形。無源SMD晶振輸出波形為正弦波，而有源晶振輸出波形可以是正弦波或方波。正弦波主要用于對EMI、頻率干擾有特殊要求的電路，其諧波分量較小。

2. 方波

方波主要用于數(shù)字通信系統(tǒng)時(shí)鐘上，用來驅(qū)動時(shí)純計(jì)數(shù)電路或門電路。方波輸出功率大，驅(qū)動能力強(qiáng)，但諧波分量豐富。對方波的主要指標(biāo)要求包括輸出電平、占空比、上升/下降時(shí)間、驅(qū)動能力等。

3. 準(zhǔn)正弦波

準(zhǔn)正弦波是一種介于正弦波和方波之間的波形，其負(fù)載為10K歐姆并聯(lián)10PF電容。此外，還有差分輸出PECL、LVDS等高頻(100MHz以上)常用的波形。

二、晶振負(fù)載

1. 正弦波負(fù)載

正弦波負(fù)載主要有50歐姆和1k歐姆兩種。選擇負(fù)載時(shí)，需要根據(jù)具體應(yīng)用場景和需求來確定合適的負(fù)載值。

2. 方波負(fù)載

方波負(fù)載包括N個(gè)TTL負(fù)載和N個(gè)PF電容。在選擇方波負(fù)載時(shí)，需要關(guān)注輸出電平、占空比、上升/下降時(shí)間、驅(qū)動能力等指標(biāo)。

3. 準(zhǔn)正弦波負(fù)載

準(zhǔn)正弦波負(fù)載為10K歐姆并聯(lián)10PF電容。此外，還有差分輸出PECL、LVDS等高頻(100MHz以上)常用的負(fù)載。

三、有源晶振輸出波形與負(fù)載的應(yīng)用

有源晶振本身輸出是正弦波，在其內(nèi)部加了整形電路，所以輸出是方波。正弦波一般用的很少，普遍用的都是方波輸出。在示波器上觀察到的正弦波可能是由于示波器的帶寬不夠?qū)е碌?。完美的再現(xiàn)方波需要至少10倍的帶寬，5倍的帶寬只能算是勉強(qiáng)，所以需要至少100M的示波器。

有源貼片晶振輸出波形有正弦波、LVDS、PECL、CMOS、TTL等。LVDS即低電壓差分信號，(P)ECL是高速領(lǐng)域內(nèi)一種十分重要的邏輯電路，廣泛應(yīng)用于高速計(jì)算機(jī)、高速計(jì)數(shù)器、數(shù)字通信系統(tǒng)、雷達(dá)、測量儀器和頻率合成器等方面。TTL和CMOS是通用的邏輯電平。至于后面的15PF、50PF是這些輸出波形的匹配負(fù)載。

總之，晶振輸出波形與負(fù)載的選擇對于整個(gè)系統(tǒng)的性能至關(guān)重要。在選擇晶振時(shí)，需要綜合考慮輸出波形、負(fù)載值、頻率穩(wěn)定性、相位噪聲、抖動性能以及封裝尺寸等因素，以確保系統(tǒng)滿足實(shí)際應(yīng)用需求。