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有源晶振與無源晶振的區別的應用作用

微控制器的時鐘源可以分為兩類:基於機械諧振器件的時鐘源,如晶振、陶瓷諧振槽路;RC(電阻、電

容)振蕩器。壹種是皮爾斯振蕩器配置,適用於晶振和陶瓷諧振槽路。另壹種為簡單的分立RC振蕩器。

基於晶振與陶瓷諧振槽路的振蕩器通常能提供非常高的初始精度和較低的溫度系數。RC振蕩器能夠快速

啟動,成本也比較低,但通常在整個溫度和工作電源電壓範圍內精度較差,會在標稱輸出頻率的5%至50%範

圍內變化。

但其性能受環境條件和電路元件選擇的影響。需認真對待振蕩器電路的元件選擇和線路板布局。在使用

時,陶瓷諧振槽路和相應的負載電容必須根據特定的邏輯系列進行優化。具有高Q值的晶振對放大器的選擇

並不敏感,但在過驅動時很容易產生頻率漂移(甚至可能損壞)。

影響振蕩器工作的環境因素有:電磁幹擾(EMI)、機械震動與沖擊、濕度和溫度。這些因素會增大輸

出頻率的變化,增加不穩定性,並且在有些情況下,還會造成振蕩器停振。

上述大部分問題都可以通過使用振蕩器模塊避免。這些模塊自帶振蕩器、提供低阻方波輸出,並且能夠

在壹定條件下保證運行。最常用的兩種類型是晶振模塊和集成RC振蕩器(矽振蕩器)。晶振模塊提供與分立

晶振相同的精度。矽振蕩器的精度要比分立RC振蕩器高,多數情況下能夠提供與陶瓷諧振槽路相當的精度。

選擇振蕩器時還需要考慮功耗。分立振蕩器的功耗主要由反饋放大器的電源電流以及電路內部的電容值

所決定。CMOS放大器功耗與工作頻率成正比,可以表示為功率耗散電容值。比如,HC04反相器門電路的功率

耗散電容值是90pF。在4MHz、5V電源下工作時,相當於1.8mA的電源電流。再加上20pF的晶振負載電容,整個電源電流為2.2mA。陶瓷諧振槽路

壹般具有較大的負載電容,相應地也需要更多的電流。相比之下,晶振模塊壹般需要電源電流為

10mA-60mA。矽振蕩器的電源電流取決於其類型與功能,範圍可以從低頻(固定)器件的幾個微安到可編程

器件的幾個毫安。壹種低功率的矽振蕩器,如sitime MEMS振蕩器sit1602系列,工作在3.75-75MHZ時只需不到3-7mA的電流。在特定的應用場合優化時鐘源需要綜合考慮以下壹些因素:精度、成本、功耗以及環境需求。

晶振是石英振蕩器的簡稱,英文名為Crystal,它是時鐘電路中最重要的部件,它的作用是向顯卡、網

卡、主板等配件的各部分提供基準頻率,它就像個標尺,工作頻率不穩定會造成相關設備工作頻率不穩定,

自然容易出現問題。由於制造工藝不斷提高,現在晶振的頻率偏差、溫度穩定性、老化率、密封性等重要技

術指標都很好,已不容易出現故障,但在選用時仍可留意壹下晶振的質量。例如某網卡的時鐘電路采用了高

精度的SKO25MHz的晶振,較可靠保證了數據傳輸的精確同步性,大大減少了丟包的可能性,並且在線路的設

計上盡量靠近主芯片,使信號走線的長度大大縮短,可靠性進壹步增加。而如果采用劣質晶振,這樣做雖然

可以降低壹點網卡成本,但因為頻率的準確性問題,極易造成傳輸過程中的數據丟包的情況。

晶振還有個作用是在電路產生震蕩電流,發出時鐘信號.

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