有源晶振与无源晶振的区别
无源晶体与有源晶振的区别及用法
无源晶体与有源晶振的区别及用法、 1、有源晶振(Oscillator)有4只引脚，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。
其次有源晶振，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。
其型号也纵比较多，而且每一种型号的引脚定义都有所不同，接发也不同,一般有个点标记的为1脚，按逆时针(管脚向下)分别为2、3、4。
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，因为可以选用比较精密的晶振，甚至是高档的温度补偿晶振。
有些DSP内部没有起振电路，只能使用有源的晶振，如TI 的6000系列等。
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。
21ic基础知识几点注意事项：1)、需要倍频的DSP需要配置好PLL周边配置电路，主要是隔离和滤波;2)、20MHz以下的晶体晶振基本上都是基频的器件，稳定度好，20MHz以上的大多是谐波的(如3次谐波、5次谐波等等)，稳定度差，因此强烈建议使用低频的器件，毕竟倍频用的PLL电路需要的周边配置主要是电容、电阻、电感，其稳定度和价格方面远远好于晶体晶振器件;3)、时钟信号走线长度尽可能短，线宽尽可能大，与其它印制线间距尽可能大，紧靠器件布局布线，必要时可以走内层，以及用地线包围;4)、通过背板从外部引入时钟信号时有特殊的设计要求，需要详细参考相关的资料。
此外还要做一些说明：总体来说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，那样的话设计的复杂性将是什么样的呢?我们这里设计射频电路等对时钟要求高的场合，就是采用高精度温补晶振的，工业级的要好几百元一个。
如何正确选择有源晶振和无源晶振？
如何正确选择有源晶振和无源晶振？
无源晶振是2个脚的无极性元件，需要借助时钟电路才能使用
有源晶振有4个脚，通电后就能直接使用。
如果有时钟电路，可以选用无源，否则就用有源。
无源晶振的信号电平是可变的，比较灵活，但是需要用到DSP片内的振荡器，无源晶振要配合其他元件才能正常使用，电路比有源晶振复杂，但是价格要比
有源晶振便宜不少。
有源晶振信号质量好，比较稳定，也不需要外部配置电路，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）
有源晶振型号纵多，而且每一种型号的引脚定义都有所不同，接法也不同。
有个点标记的为1脚，按逆时针（管脚向下）分别为2、3、4。
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。
源晶体与有源晶振的区别
源晶体与有源晶振的区别、应用范围及用法：1、无源晶体——无源晶体需要用DSP片内的振荡器，在datasheet上有建议的连接方法。
无源晶体没有电压的问题，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DSP，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，通常需要精确匹配外围电路（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。
建议采用精度较高的石英晶体，尽可能不要采用精度低的陶瓷警惕。
2、有源晶振——有源晶振不需要DSP的内部振荡器，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，因为可以选用比较精密的晶振，甚至是高档的温度补偿晶振。
有些DSP内部没有起振电路，只能使用有源的晶振，如TI 的6000系列等。
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。
几点注意事项：1、需要倍频的DSP需要配置好PLL周边配置电路，主要是隔离和滤波；2、20MHz以下的晶体晶振基本上都是基频的器件，稳定度好，20MHz以上的大多是谐波的（如3次谐波、5次谐波等等），稳定度差，因此强烈建议使用低频的器件，毕竟倍频用的PLL电路需要的周边配置主要是电容、电阻、电感，其稳定度和价格方面远远好于晶体晶振器件；3、时钟信号走线长度尽可能短，线宽尽可能大，与其它印制线间距尽可能大，紧靠器件布局布线，必要时可以走内层，以及用地线包围；4、通过背板从外部引入时钟信号时有特殊的设计要求，需要详细参考相关的资料。
无源晶振和有源晶振的测试方法
无源晶振和有源晶振的测试方法无源晶振和有源晶振是电子设备中常见的元器件，它们在电子系统中起着关键的作用。
为了确保它们的正常工作和精确性，需要对它们进行测试和验证。
本文将介绍无源晶振和有源晶振的测试方法。
一、无源晶振的测试方法无源晶振是没有内部放大器的晶振，它需要外部的放大器来驱动。
无源晶振的测试方法主要包括以下几个步骤：1. 测试频率范围：首先，确定无源晶振的工作频率范围。
可以使用频谱分析仪或信号发生器来进行测试，逐渐改变频率，观察晶振的输出是否稳定，并记录下频率范围。
2. 测试振幅：将晶振的输出连接到示波器上，观察波形的幅值是否符合要求。
可以通过改变晶振的电源电压来调整振幅。
3. 测试相位噪声：使用频谱分析仪来测试晶振的相位噪声。
相位噪声是指晶振输出信号的相位变化对应于频率变化的度量，它反映了晶振的稳定性。
二、有源晶振的测试方法有源晶振是具有内部放大器的晶振，它可以直接输出信号。
有源晶振的测试方法主要包括以下几个步骤：1. 测试频率精度：使用频率计来测试有源晶振的输出频率，观察其是否与规格书上的频率一致。
可以通过改变晶振的电源电压来调整频率。
2. 测试输出功率：将晶振的输出连接到示波器上，观察波形的幅值是否符合要求。
可以通过改变晶振的电源电压来调整输出功率。
3. 测试谐波失真：使用频谱分析仪来测试晶振的谐波失真。
谐波失真是指晶振输出信号中含有的非基波频率成分的幅值与基波频率成分的幅值之比，它反映了晶振的线性度。
总结：通过对无源晶振和有源晶振的测试，可以验证它们的性能和可靠性。
无源晶振的测试主要包括频率范围、振幅和相位噪声的测试，而有源晶振的测试主要包括频率精度、输出功率和谐波失真的测试。
这些测试方法可以帮助工程师们确保晶振在电子系统中的正常工作和精确性。
晶振与晶体的区别_MEMS硅晶振与石英晶振区别
晶振与晶体的区别_MEMS硅晶振与石英晶
振区别
1. 晶振与晶体的区分
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。
2. MEMS硅晶振与石英晶振区分
MEMS硅晶振采纳硅为原材料，采纳先进的半导体工艺制造而成。
因此在高性能与低成本方面，有明显于石英的优势，详细表现在以下方面：
1) 全自动化半导体工艺(芯片级)，无气密性问题，永不停振。
2) 内部包含温补电路，无温漂，-40—85℃全温保证。
3) 平均无故障工作时间5亿小时。
4) 抗震性能25倍于石英振荡器。
5) 支持1-800MHZ任一频点，精确致小数点后5位输出。
6) 支持1.8V、2.5V、2.8V、3.3V多种工作电压匹配。
7) 支持10PPM、20PPM、25PPM、30PPM、50PPM等各种精度匹
配。
8) 支持7050、5032、3225、2520全部标准尺寸封装。
9) 标准四脚、六脚封装，无需任何设计改动，直接替代石英振荡器。
10) 支持差分输出、单端输出、压控(VCXO)、温补(TCXO)等产品种类。
11) 300%的市场增长率，三年内有望替代80%以上的石英振荡器市场。
有源晶振（Oscillator）和无源晶振（Crystal）
有源晶振（Oscillator）和⽆源晶振（Crystal）⽆源晶振有⼀个参数叫做负载电容（Load capacitance），负载电容是指在电路中跨接晶振两端的总的外界有效电容。
负载电容是⼯作条件，即电路设计时要满⾜负载电容等于或接近晶振数据⼿册给出的数值才能使晶振按预期⼯作。
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。
通过初步的计算发现CL改变1pF，Fx可以改变⼏百Hz。
相关知识点:⼀、什么是负载电容？负载是指连接在电路中的电源两端的电⼦元件负载包括容性负载、阻性负载和感性负载三种。
电路中不应没有负载⽽直接把电源两极相连，此连接称为短路。
常⽤的负载有电阻、引擎和灯泡等可消耗功率的元件。
不消耗功率的元件，如电容，也可接上去，但此情况为断路。
容性负载的含义是指具有电容的性质（充放电，电压不能突变）即和电源相⽐当负载电流超前负载电压⼀个相位差时负载为容性(如负载为补偿电容)。
负载电容是指晶振的两条引线连接ＩＣ块内部及外部所有有效电容之和，可看作晶振在电路中串接了⼀个电容。
图中CI,C2这两个电容就叫晶振的负载电容,分别接在晶振的两个脚上和对地的电容，⼀般在⼏⼗⽪法它会影响到晶振的谐振频率和输出幅度，⼀般订购晶振时候供货⽅会问你负载电容是多少。
晶振的负载电容=[(C1*C2)/(C1+C2)]+Cic+△C式中C1,C2为分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,Cic内部电容+△CPCB上电容经验值为3⾄5pf。
因此晶振的数据表中规定12pF的有效负载电容要求在每个引脚XIN 与 XOUT上具有22pF 2 * 12pF = 24pF = 22pF + 2pF 寄⽣电容。
两边电容为C1,C2,负载电容为：Cl,Cl=cg*cd/(cg+cd)+a就是说负载电容15pf的话两边两个接27pf的差不多了。
各种的晶振引脚可以等效为电容三点式。
晶振引脚的内部通常是⼀个反相器, 或者是奇数个反相器串联。
有源晶振和无源晶振的比较
有源晶振和无源晶振的比较
有源晶振和无源晶振
无源晶振：其本身是一个晶体不能振荡，需依靠配合其他IC内部振荡电路工作。
有源晶振：是“晶体+振荡电路”封装在一起，只要给它供上电源就有波形输出。
1、无源晶振——无源晶振需要用DSP片内的振荡器，因为本身没有电压的问题，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。
无源晶振可用于多种不同时钟信号电压要求的DSP，而且价格通常也比较低。
无源晶振相对于晶振而言其缺陷是信号质量较差，通常需要精确匹配外围电路（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，因此建议采用精度较高的石英晶体，尽可能不要采用精度低的陶瓷晶振。
2、有源晶振——有源晶振不需要DSP的内部振荡器，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。
相对于无源晶振，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，晶鸿兴认为还是有源晶振比较好，因为可以选用比较高精密的晶振，甚至是高档的温度补偿晶振。
有些DSP内部没有起振电路，只能使用有源的晶振，有源晶振相比于无源晶振通常体积较大，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。
有源晶振和无源晶振
晶振输出波形的选择2推荐无源晶振输出波形为正弦波，有源晶振输出波形为正弦波或方波。
有源晶振本身输出是正弦波，在其内部加了整形电路，所以输出是方波，正弦波一般用的很少，普遍用的都是方波输出（很多时候在示波器上看到的还是波形不太好的正弦波，这是由于示波器的带宽不够。
例如：有源晶振20MHz，如果用40MHz或60MHz的示波器测量，显示的是正弦波，这是由于方波的傅里叶分解为基频和奇次谐波的叠加，带宽不够的话，就只剩下基频20MHz和60MHz的谐波，所以显示正弦波。
完美的再现方波需要至少10倍的带宽，5倍的带宽只能算是勉强，所以需要至少100M的示波器。
）。
方波主要用于数字通信系统时钟上，用来驱动时纯计数电路或门电路，对方波主要有输出电平、占空比、上升/下降时间、驱动能力等几个指标要求。
正弦波主要用于对EMI、频率干扰有特殊要求的电路，这种电路要求输出的高次谐波成分很小；后面有模拟电路选用正弦波也是比较好的选择。
通常需要提供例如谐波、噪声和输出功率等指标。
方波输出功率大，驱动能力强，但谐波分量丰富；正弦波输出功率不如方波，但其谐波分量小很多。
有源晶振的频率输出必定要有某个波形作为输出载体，波形的输出也必定会伴随着某个负载值。
在实际使用中，波形负载也是晶振的非常重要参数指标。
选择不当的话，轻则导致晶振或其他模块工作不正常，功能无法实现，重则损坏模块甚至整机。
晶振的输出波形主要有三大类：正弦波、方波和准正弦波。
晶振负载主要有以下几种：1、正弦波：负载50欧姆或1k欧姆；2、方波：N个TTL负载或N个PF电容；3、准正弦波：10K欧姆并联10PF电容；此外还有差分输出PECL、LVDS等高频（100MHz以上）常用的，实际使用中晶振的输出一般用于驱动以下电路形式：1、同轴电缆类的长线输出；2、滤波器类的电路的输出；以上两种电路一般适用于50欧姆的负载。
这是因为以上两种电路一般需要50欧姆负载作匹配，在射频领域还有75欧姆、300欧姆等特征阻抗，需要时要加以说明。
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有源晶振与无源晶振的比较
英文名称：Crystal 无源晶体 Oscillator 有源晶体
基本原理：
石英晶片之所以能当为振荡器使用，是基于它的压电效应：在晶片的两个极上加一电场，会使晶体产生机械变形；在石英晶片上加上交变电压，晶体就会产生机械振动，同时机械变形振动又会产生交变电场，虽然这种交变电场的电压极其微弱，但其振动频率是十分稳定的。
当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(由晶片的尺寸和形状决定)相等时，机械振动的幅度将急剧增加，这种现象称为“压电谐振”。
压电谐振状态的建立和维持都必须借助于振荡器电路才能实现。
图1是一个串联型振荡器，晶体管T1和T2构成的两级放大器，石英晶体XT与电容C2构成LC电路。
在这个电路中，石英晶体相当于一个电感，C2为可变电容器，调节其容量即可使电路进入谐振状态。
该振荡器供电电压为5V，输出波形为方波。
图1 串联振荡器
简单比较：
无源晶振内只有一片按一定轴向切割的石英晶体薄片,供接入运放(或微处理器的XTAL 端)以形成振荡.有源晶振内带运放,工作在最佳状态,送入电源后,可直接输出一定频率的等幅正弦波,一般至少有4引脚,体积稍大.
详细区别：
1、无源晶体——无源晶体需要用DSP片内的振荡器，在datasheet上有建议的连接方法。
无源晶体没有电压的问题，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DSP，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，通常需要精确匹配外围电路（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。
建议采用精度较高的石英晶体，尽可能不要采用精度低的陶瓷警惕。
2、有源晶振——有源晶振不需要DSP的内部振荡器，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，因为可以选用比较精密的晶振，甚至是高档的温度补偿晶振。
有些DSP内部没有起振电路，只能使用有源的晶振，如TI的6000系列等。
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。
几点注意事项：
1、需要倍频的DSP需要配置好PLL周边配置电路，主要是隔离和滤波；
2、20MHz以下的晶体晶振基本上都是基频的器件，稳定度好，20MHz以上的大多是谐波的（如3次谐波、5次谐波等等），稳定度差，因此强烈建议使用低频的器件，毕竟倍频用的PLL电路需要的周边配置主要是电容、电阻、电感，其稳定度和价格方面远远好于晶体晶振器件；
3、时钟信号走线长度尽可能短，线宽尽可能大，与其它印制线间距尽可能大，紧靠器件布局布线，必要时可以走内层，以及用地线包围；
4、通过背板从外部引入时钟信号时有特殊的设计要求，需要详细参考相关的资料。
此外还要做一些说明：
总体来说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，那样的话设计的复杂性将是什么样的呢？我们这里设计射频电路等对时钟要求高的场合，就是采用高精度温补晶振的，工业级的要好几百元一个。
特殊领域的应用如果找不到合适的晶振，也就是说设计的复杂性超出了市场上成品晶振水平，就必须自己设计了，这种情况下就要选用晶体了，不过这些晶体肯定不是市场上的普通晶体，而是特殊的高端晶体，如红宝石晶体等等。
分类：
首先说一下谐振器。
谐振器一般分为插件（Dip）和贴片（SMD）。
插件中又分为HC-49U、HC-49U/S、音叉型（圆柱）。
HC-49U一般称49U，有些采购俗称“高型”，而HC-49U/S一般称49S，俗称“矮型”。
音叉型按照体积分可分为3*8，2*6，1*5，1*4等等。
贴片型是按大小和脚位来分类。
例如7*5（0705）、6*3.5（0603），5*3.2（5032）等等。
脚位有4pin和2pin之分。
而振荡器也是可以分为插件和贴片。
插件的可以按大小和脚位来分。
例如所谓全尺寸的，又称长方形或者14pin，半尺寸的又称为正方形或者8pin。
不过要注意的是，这里的14pin 和8pin都是指振荡器内部核心IC的脚位数，振荡器本身是4pin。
而从不同的应用层面来分，又可分为OSC(普通钟振)， TCXO（温度补偿），VCXO（压控），OCXO（恒温）等等。
基本术语：
我想这也是很多采购同学比较模糊的地方。
这里我选了一些常用的谐振器术语拿来做一下解释。
Frequency Tolerance（调整频差）：在规定条件下，在基准温度（25±2℃）与标称频率允许的偏差。
一般用PPm（百万分之）表示。
Frequency Stability(温度频差)：指在规定的工作温度范围内，与标称频率允许的偏差。
用PPm表示。
Aging（年老化率）：在规定条件下，晶体工作频率随时间而允许的相对变化。
以年为时间单位衡量时称为年老化率。
Shunt Capacitance（静电容）：等效电路中与串联臂并接的电容，也叫并电容，通常用C0表示。
Load Capacitance（负载电容）：与晶体一起决定负载谐振频率fL的有效外界电容，通常用CL表示。
一般最关注的参数有2个，即调整频差，负载电容。
有一部分对温度频差有要求。
如果工作温度范围比较广，则会对工作温度范围有所要求，即所谓宽温。
选用：
主要讲讲谐振器。
理论上来说，只要参数确定，选任何一种型号都是可以正常使用的。
例如49U和49S替换，49S和圆柱以及和贴片替换，都是没有问题的。
但在实际选择中会根据电路特点，成本以及便利性来考量和选择。
一般来说，简单的应用中主要都是从成本在考虑。
但是有些产品或者电路会对晶振的等效电阻，激励功率等等提出要求，所以就会在不同的型号中加以选择。
另外，贴片则主要是为了适应产品日益小型化和提高生产效率的要求。
听到有些采购朋友说，只能选49S而不能用49U或者反之，这是一个小误区。
而钟振的选择则主要决定产品电路的特性的要求，一般来说钟振在精密性以及需要达到相关应用的要求会更好。
例如手机，通信机站，卫星等等。