有源晶振(Active Crystal Oscillator)和无源晶振(Passive Crystal Oscillator)是两种常见的晶振(即振荡器)类型,它们在工作原理和应用上有所不同。以下是区分有源晶振和无源晶振的几个主要特点:
1. 内外部电路的不同
有源晶振:
集成电路内部包含振荡电路:有源晶振内置了完整的振荡电路,通常包括振荡器、放大器、频率控制电路等,因此它不需要外部电路来驱动。
直接输出稳定的频率信号(一般是方波或正弦波)。可以直接用于驱动数字电路或其他需要时钟信号的设备。
常见的封装方式有:DIP、SMD等。
无源晶振:
没有内置振荡电路:无源晶振仅包含晶体元件(通常是石英晶体),它本身不能产生振荡信号,需要外部电路(例如放大器)来提供必要的激励信号并产生振荡。
输出的信号需要外部电路放大或转换,通常只输出非常小的幅度信号。
常见的封装方式有:通过孔安装、SMD等。
2. 工作方式和电源需求
有源晶振:
有源晶振通常需要外部电源(如+3.3V、+5V等)来驱动内部的振荡电路。
输出稳定的时钟信号,能够直接用于大多数数字电路,无需额外的激励。
无源晶振:
无源晶振本身不需要外部电源,只有外部电路才能提供电源和激励信号。
输出的信号幅度较小,通常需要后续电路(如放大器、驱动电路)来获取足够的振荡信号。
3. 输出波形的不同
有源晶振:
输出的信号通常是稳定的时钟信号(可以是方波、正弦波或其他波形,视型号而定),并且具有固定频率。
无源晶振:
输出的是晶体本身的振荡信号,通常是一个非常小的幅度,且波形不一定是标准的时钟波形,可能需要后续电路的处理才能转换为所需的时钟信号。
4. 频率的稳定性
有源晶振:
由于内部包含了稳定的振荡电路,有源晶振通常具有较好的频率稳定性和精度,尤其适用于要求严格频率控制的应用。
无源晶振:
无源晶振的频率稳定性较依赖外部激励电路的质量,通常需要高质量的外部电路才能保证其稳定性和精度。
5. 应用场景的不同
有源晶振:
由于其便捷的特性(内部集成振荡电路),有源晶振多用于那些对频率稳定性有较高要求的应用,如通信设备、计算机、嵌入式系统等。
无源晶振:
适用于那些可以提供稳定激励信号的场合,通常作为基础频率生成元件,与外部电路搭配使用,在一些高频率、精度要求较低的应用场合较为常见。
6. 尺寸和成本
有源晶振:
由于内部集成了振荡电路,其体积相对较大,成本较高。
无源晶振:
由于仅包含晶体元件,其体积较小,成本较低,适合大批量生产和低成本的应用场合。