无源晶振使用方法，详解无源晶体与有源晶振

很多朋友对无源晶振使用方法，详解无源晶体与有源晶振不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

普通压电无源石英晶体是一种无极性元件。水晶内部只有一颗经过加工的石英晶体。英文单词叫做（Quartz crystal）。它需要借助设计的电路来产生振荡信号。单晶振荡器本身只是振荡。插件的一般惯例是两个引脚，当然也会有三个引脚，中间的引脚一般是用来接地的。当然，随着技术的发展，出现了四针普通贴片谐振器。事实上，只有两个引脚真正通电并工作，其余两个引脚悬浮在空中，另一个可以用于接地（可以连接也可以不连接）。

晶振也分为无源晶振和有源晶振。无源晶振和有源晶振（谐振）的英文名称不同。无源晶振称为晶振（crystal），而有源晶振则称为振荡器（oscillator）。无源晶振需要借助时钟电路来产生振荡信号，而不能自行振荡，因此“无源晶振”这一术语并不准确；有源晶体振荡器是一个完整的谐振振荡器。

有源石英晶体振荡器是至少有4个引脚的产品。四个引脚的用途是：一个引脚悬空，两个引脚接地，三个引脚连接输出，四个引脚连接电压。电压也分为以下几种，1.8V-2.5V-3V-3.3V-3.8V-5V等电压，除了振荡器本身内部经过加工的压电石英晶体外。

还有有源振荡IC，两个电阻，两个电容，以及三级稳压管等一些元件。原来的超大体积长20毫米，宽11毫米，现在长2.5毫米，宽2.0毫米。有源晶振的英文单词缩写为（石英晶振）。

确切的名称是：

2、无源晶振和有源晶振的优缺点

与晶振相比，无源晶振的缺点是信号质量较差，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），外围配置电路需要更换不同频率的晶振时要作相应调整。建议使用高精度石英晶体，尽量不要使用低精度陶瓷。

与无源晶振相比，有源晶振的缺点是其信号电平是固定的，需要选择合适的输出电平，灵活性较差且价格昂贵。对于时序要求敏感的应用，有源晶振更好，因为你可以选择更精确的晶振，甚至高端的温度补偿晶振。

3、有源晶振引脚

无源晶振的两个引脚可以是任意的。

有源晶振根据封装不同排列方式也不同（虚线的是“引脚1”，逆时针看）

有一个点标记为引脚1，即逆时针方向2、和3、4（引脚朝下）。

有源晶振的通常用法：1脚悬空，2脚接地，3脚接输出，4脚接电压。

方形有源晶振引脚分布：

1、方形，采用DIP-8封装，点缀1脚。

1-NC； 4-接地； 5-输出； 8-VCC

2、矩形，采用DIP-14封装，点缀1脚。

1-NC； 7-接地； 8-输出； 14-VCC

顺便提一句：

1、供电有两种，一种是TTL，只能使用5V，另一种是HC，可以使用3.3V/5V

2、边缘有1个尖角，3个圆角。尖角是脚，与点一致。

Vcc输出

NC（点）GND

4、拆解有源晶振

可见有源晶振=无源晶振+逻辑电路

5. 输出波形

有源晶振如果在有源晶振中放入整形电路，输出将是方波，但很多时候你在示波器上看到的仍然是波形不好的正弦波。这是因为示波器的带宽不够。晶振频率为20MHz。如果用40MHz或60MHz示波器测量，会显示正弦波。这是因为方波的傅里叶分解是基频和奇次谐波的叠加。如果带宽不够，就只剩下20MHz的基频了。和60MHz 的谐波，因此显示正弦波。完美再现方波至少需要10倍带宽，5倍带宽只能算勉强，所以至少需要100M的示波器。

有源晶振=无源晶振+逻辑电路；然后是关于水晶的其他问题：

1、我们在晶振规格书中经常看到的CL代表什么？

CL是指加在晶振上的负载电容，所以在使用振荡器时，必须使用相等的容抗，这样振荡频率才会准确。单位通常为PF。 32.768K晶振系列常用负载电容为12.5PF、6PF、9PF等。MHZ系列石英晶振常用负载电容为12PF、15PF、20PF、22PF等。

事实上，对于晶振来说，它并不需要电容。对于晶体，需要电容器。根据晶振实际频率与标称频率的关系：

Fx=F0(1+C1/(C0+CL))^(1/2);

且CL=Cg*Cd/(Cg+Cd)+Cs；其中Cs是杂散电容，Cg和Cd是我们外部添加的两个电容，通常大家取相同的值，并且它们与杂散电容串联。它是晶振的负载电容CL。由此可知，负载电容的减小可以使实际频率Fx变大，

从上述计算公式可以得出一定的结论。即晶振电路上的两个电容可以不相等，通过微调电容的值可以微调晶振的振荡频率。不合格。

对于晶振的负载电容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+C，Cd、Cg分别为晶振两脚和接地的电容。这是必须掌握和理解的关键点。 Cic（集成电路内部电容）+C（PCB上电容）。也就是说，如果负载电容是15pf的话，两侧就差不多接27pf了。一般a为6.5~13.5pF中提到的Cic。个人理解应该是晶振内部芯片引线之间的寄生电容。该电容的最大值一般为7pf（数据表给出的值），实际值一般为3~5pF，在计算两个外部电容的值时应考虑到该值。

综上所述，负载电容对晶振影响很大。因此，负载电容的使用需要根据实际需要进行选择。在任何情况下使用都不可能取得良好的效果。毕竟对于晶振来说，它是不需要电容的。

2、那么规范中的单位是PPM是什么意思呢？

PPM是Part Per Million的缩写，意思是百万分之一的跳频值；实际频率减去目标频率再除以目标频率，小数点向前移动6位即可得到正确的PPM值。最新晶振市场上一篇文章提到了如何通过了解晶振的精度值来找到时间误差。那么当我们知道了实际频率和目标频率后，我们如何计算PPM值呢？泰和电子与您分享这些技术知识，如果您觉得有用，请收藏我们的网页。

例如：目标频率为25.000000MHZ，实际频率为25.000015。简单计算精度PPM，带入上述公式即可轻松计算出PPM。 (25.000015-25.000000)/25.000000=0.0000006。将小数点向前移动六位即可得到0.6PPM。最常见的晶振数量在2PPM以下的有源晶振较多。有源晶振市场中使用的温度补偿晶振也是数量最多的。无源晶振中最高精度为5PPM。对于一些要求严格的产品，泰和电子可以接受定制。详情请咨询业务部门。无源SMD晶振最常用的精度为10PPM、20PPM、30PPM。外挂晶振精度更高精度为5PPM。但市场上普遍采用20PPM。

3、为什么晶振是易损元件。

当快递员上门收货时，我们会提醒销售人员该物品属于易碎品，需要贴上易碎标签。为什么石英晶振表面看起来坚硬，其实是易碎产品？因为晶振能否正常工作，取决于内部晶振芯片。

晶振本身的芯片厚度比较薄。以25MHZ贴片晶振为例，其内部芯片厚度约为0.0668mm。如果晶振从高空坠落，或者直接掉落在地上，很容易损坏内部芯片，导致晶振无法正常工作。因此，焊接时一定要注意手中的晶振，不要轻易掉落。

4、为什么要用晶振来制作石英振荡器。

因为其本身产生的振荡频率比其他振荡元件更加准确和稳定，而且其最大的优点是设计容易、电路简单。

5、频率范围MHz及数百MHz的石英晶振采用什么切割方法。

根据不同的应用领域和工作温度要求，石英切割角也有很多不同的分类。例如AT-、BT-、CT-、NT、GT。和其他切菜板。不同切割方向的板材具有不同的弹性常数张量（弹性常数张量）、不同的压电常数张量（压电常数张量）和不同的介电常数张量（介电常数张量）。这些张量在石英元件的设计和应用中表现出不同的振荡和温度特性。在各种切割角度方法中，AT 角度切割石英芯片适用于从几MHz 到几MHz 的应用。

本文部分摘自TJS在电子科技网发表的博客

编辑；杰克

以上知识分享希望能够帮助到大家！