无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。

　　石英晶体振荡器

　　⑴直接补偿型 直接补偿型TCXO是由热敏电阻和阻容元件组成的温度补偿电路，在振荡器中与石英晶体振子串联而成的。在温度变化时，热敏电阻的阻值和晶体等效串联电容容值相应变化，从而抵消或削减振荡频率的温度漂移。该补偿方式电路简单，成本较低，节省印制电路板(PCB)尺寸和空间，适用于小型和低压小电流场合。但当要求晶体振荡器精度小于±1pmm时，直接补偿方式并不是很适宜。

　　⑵间接补偿型 间接补偿型又分模拟式和数字式两种类型。模拟式间接温度补偿是利用热敏电阻等温度传感元件组成温度-电压变换电路，并将该电压施加到一支与晶体振子相串接的变容二极管上，通过晶体振子串联电容量的变化，对晶体振子的非线性频率漂移进行补偿。该补偿方式能实现±0.5ppm的高精度。数字化间接温度补偿是在模拟式补偿电路中的温度—电压变换电路之后再加一级模/数(A/D)变换器，将模拟量转换成数字量。该法可实现自动温度补偿，使晶体振荡器频率稳定度非常高，但具体的补偿电路比较复杂，成本也较高，只适用于基地站和广播电台等要求高精度化的情况

　　晶体老化是因为在生产晶体的时候存在应力、污染物、残留气体、结构工艺缺陷等问题。应力要经过一段时间的变化才能稳定，一种叫“应力补偿”的晶体切割方法（SC 切割法）使晶体有较好的特性。

　　短稳：短期稳定度，观察的时间为1 毫秒、10 毫秒、100 毫秒、1 秒、10 秒。晶振的输出频率受到内部电路的影响(晶体的Q 值、元器件的噪音、电路的稳定性、工作状态等)而产生频谱很宽的不稳定。测量一连串的频率值后，用阿伦方程计算。相位噪音也同样可以反映短稳的情况(要有仪器测量)。

　　重现性：定义：晶振经长时间工作稳定后关机，停机一段时间t1(如24 小时)，开机一段时间t2(如4 小时)，测得频率f1，再停机同一段时间t1，再开机同一段时间t2，测得频率f2。重现性=(f2-f1)/f2。

　　频率压控范围：将频率控制电压从基准电压调到规定的终点电压，石英晶体振荡器频率的小峰值改变量。

　　频率压控线性：和理想（直线）函数相比的输出频率-输入控制电压传输特性的一种量度，它以百分数表示整个范围频偏的可容许非线性度。

　　晶振质量的好坏由什么决定了?有人会说从外观的崭新程度分辨，或者是外包装，又或者产品印字标识。这一切真的能有助于我们分辨晶振的好坏吗?广瑞泰知道像晶振这样的电子元器件拿在手上我们是无法判断其好坏程度的，通常晶振人所指的坏即是在电路工作中晶振不起振，或者时而稳定时而不稳定的现象!那么这一切现象终究是归根于质量问题还是晶振参数?