晶振輸出串電阻就來自于最小化設計,對于數字電路里最重要的時鐘源部分,應該特別注意保證信號完整性,最小化設計中晶振外圍電路除了電阻還要有一些其他器件。
無源晶振輸出波形為正弦波,有源晶振輸出波形為正弦波(sin)或方波。 有源晶振自身輸出是正弦波,在其內部加了整形電路,所以輸出是方波,正弦波通常用的很少,遍及用的都是方波輸出(許多時候在示波器上看到的還是波形不太好的正弦波,這是由于示波器的帶寬不行。例如:有源晶振20MHz,假如用40MHz或60MHz的示波器測量,顯現的是正弦波,這是由于方波的傅里葉分解為基頻和奇次諧波的疊加,帶寬不行的話,就只剩下基頻20MHz和60MHz的諧波,所以顯現正弦波。完美的再現方波需求最少10倍的帶寬,5倍的帶寬只能算是牽強,所以需求最少100M的示波器)。
無源晶振有2個引腳,需要借助于外部的時鐘電路(接到主IC內部的震蕩電路)才能產生振蕩信號,自身無法振蕩.
有源晶振有4個引腳,是一個完整的振蕩器,其中除了石英晶體外,還有晶體管和阻容元件.只需要電源,就可輸出比較好的波形一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放大器(注意是放大器不是反相器)的兩端接入晶振,再有兩個電容分別接到晶振的兩端,每個電容的另一端再接到地,這兩個電容串聯的容量值就應該等于負載電容,請注意一般IC的引腳都有等效輸入電容,這個不能忽略。
晶振是晶體振蕩器的簡稱,在電氣上它可以等效成一個電容和一個電阻并聯再串聯一個電容的二端網絡。電工學上這個網絡有兩個諧振點,以頻率的高低分,其中較低的頻率是串聯諧振;較高的頻率是并聯諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個頻率的距離相當的接近,在這個極窄的頻率范圍內,晶振等效為一個電感,所以只要晶振的兩端并聯上合適的電容它就會組成并聯諧振電路。
有源晶振的頻率輸出一定要有某個波形作為輸出載體,波形的輸出也一定會伴隨著某個負載值。在實際使用中,波形負載也是晶振的非常重要參數目標。挑選不妥的話,輕則導致晶振或別的模塊作業不正常,功用無法完成,重則損壞模塊甚至整機。
晶振的輸出波形首要有三大類:正弦波、方波和準正弦波。
晶振負載首要有以下幾種:
1、正弦波:負載50歐姆或1k歐姆;
2、方波:N個TTL負載或N個PF電容;
3、準正弦波:10K歐姆并聯10PF電容。
此外還有差分輸出PECL、LVDS等高頻(100MHz以上)常用的,實際使用中晶振的輸出通常用于驅動以下電路形式:
1、同軸電纜類的長線輸出;
2、濾波器類的電路的輸出。
以上兩種電路通常適用于50歐姆的負載。這是由于以上兩種電路通常需求50歐姆負載作匹配,在射頻范疇還有75歐姆、300歐姆等特征阻抗,需求時要加以闡明。此類的輸出波形最適合的為正弦波,正弦波通過長線傳輸后波形僅僅起伏有所衰減,波形并的輸入。
有時候用戶為完成整形、擴大等目的,用三極管、高速運放對晶振波形進行處理,這種情況下負載阻抗通常不是太重,用正弦波的波形最為適宜。需求供給負載、波形起伏等參數。
對EMI、頻率攪擾有特殊請求的電路這種電路請求輸出的高次諧波成分很小,因而不論驅動的是什么電路,都以正弦波為最佳。
方波輸出分為:TTL電平緩CMOS電平在TTL電平輸入低電平<=0.8v,高電平>=2.0V;輸出低電平<0.4v,高電平>2.4V,最大低電平緩最小高電平之間是無效電壓;CMOS電平輸入低電平<0.3vcc,輸入高電平>0.7Vcc,輸出低電平<0.1vcc(接近于0),輸出高電平>0.9Vcc(接近于電源電壓)。要使振蕩器的“整體性能”趨于平衡、合理,這就需要權衡諸如穩定度、工作溫度范圍、晶體老化效應、相位噪聲、成本等多方面因素,這里的成本不僅僅包含器件的價格,而且包含產品全壽命的使用成本
晶振的運用范圍很廣,應用于不同的產品要求都有所不同,晶體行業在幾年來也在隨著各種智能產品的橫空出世不但地發生改變,以滿足電子行業的市場需求,從以前的大體積插件轉變為如今的超小超薄型貼片晶體,精度越來越小,使產品變得更加穩定。
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