所谓谐振器,不只包括石英晶体谐振器,还包括如陶瓷谐振器,LC
谐振器等。而晶振,是晶体振荡器的简称,它是用晶体谐振器和电路结合构成的振荡器部件,尤其是指用石英晶体做成的振荡器部件。所以完整的命名应是“石英晶体谐振器”和“石英晶体振荡器”。另外,谐振器是无源器件,需要外围电路驱动其工作,产生时钟输出。振荡器则是有源器件,自身就有内置电路,提供较稳定的时钟输出。晶体振荡器是用晶振作选频元件的振荡电路,较其他振荡电路具有选频特性好(Q值很高)、频率稳定度很高等优点。
谐振器与振荡器的根本区别就在于有源与无源,也可以说是主动与被动。振荡器比谐振器多了一个控制电路。
晶体谐振器有一些等效参数,不同的使用环境可能会有不同的要求,比如有些使用中对负载电容 C0 / C1
有要求,选用时还要考虑环境温度、负载电容、频率精度甚至 DLD
等要求,这就要求外围振荡电路的参数要加一些控制才能输出稳定的频率。
晶体振荡器就避免了这些麻烦,振荡电路已经由生产厂家做好,使用时只需要提供一个稳定的电源供电就可以有稳定输出了。另外振荡器还有一些辅助功能的,比如,压控晶振(VCXO)、温补晶振(TCXO)、恒温晶振(OCXO)等,这些振荡器可以满足直接使用谐振器时难以做到的一些精密控制。像
OCXO 的频率精度可以做到 E-9
量级。其次,晶振是用晶体谐振器作成的,为了在别的部件上面,作为信号载波,或时序。以符合所生产产品的要求。
在电子学上,通常将含有晶体管元件的电路称作“有源电路”(如有源音箱、有源滤波器等),而仅由阻容元件组成的电路称作“无源电路”。晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。无源晶振与有源晶振的英文名称不同,无源晶振为crystal(晶体,一种矿物质),而有源晶振则叫做oscillator(振荡器,晶体加外围电路)。
无源晶振是有2个引脚的无极性元件,也称晶体,就是一个石英晶体片,无源晶体就是我们常说的谐振器,需要借助于时钟电路才能产生振荡信号,自身无法振荡起来,所以“无源晶振”这个说法并不准确;信号电平是可变的,也就是说是根据起振电路来决定的,同样的晶体可以适用于多种电压,可用于多种不同时钟信号电压要求的片子,而且价格通常也较低,因此对于一般的应用如果条件许可建议用晶体,这尤其适合于产品线丰富批量大的生产者。无源晶体相对于晶振而言其缺陷是信号质量较差,通常需要xx匹配外围电路(用于信号匹配的电容、电感、电阻等),更换不同频率的晶体时周边配置电路需要做相应的调整。
有源晶振常用的为4只引脚,1-NC 、2-GND
、3-OUT、
4-VCC,它是一个完整的振荡器,其中除了石英晶体外,还有晶体管和阻容元件。有源晶振信号质量好,比较稳定,而且连接方式相对简单(主要是做好电源滤波,通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络,输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可),不需要复杂的配置电路。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。相对于无源晶体,有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的,需要选择好合适输出电平,灵活性较差,而且价格高。对于时序要求敏感的应用,个人认为还是有源的晶振好。有源晶振相比于无源晶体通常体积较大,但现在许多有源晶振是表贴的,体积和晶体相当,有的甚至比许多晶体还要小。
可以用万用表测量晶振两个引脚电压是否是芯片工作电压的一半,比如工作电压是5V则是否是2.5V左右。另外如果用镊子碰晶体另外一个脚,这个电压有明显变化,证明是起振了的