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谐振器和振荡器的差异及优缺点的分析

2011-01-25 15:54
野明月
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  时常会把谐振器和振荡器搞混。经历了一些时间的对比,大概整理一下。我们习惯称晶振,这个讲法其实很模糊。这里把有源的称为振荡器,无源的称为谐振器。

  谐振器【RESONATOR】

  产生谐振频率的电子元件,它是典型的无源器件,需要外围电路驱动其工作,产生时钟输出。

  振荡器【OSCILLATOR】

  是一种能量转换装置——将直流电能转换为具有一定频率的交流电能,其构成的电路叫振荡电路, 振荡器是有源器件,振荡器比谐振器多了一个控制电路。

  图中从左到右依次为:晶体谐振器,陶瓷谐振器,晶体振荡器,硅振荡器。

  

  晶体谐振器【QUARTZ CRYSTAL UNITS】【CRYSTAL】

  石英晶体俗称水晶,成分SIO2,是重要的压电材料,其主要特征是其原子或分子有规律排列,反映在宏观上是外形的对称性。在电场的作用下,晶体内部产生应力 而形变,从而产生机械振动,获得特定的频率,利用它的这种逆压电效应特性来制造石英晶体谐振器。石英由于具备天然的高品质因子“Q”,这使得晶体能在整个 工作温度和电压范围内都保持很高的精确度和频率稳定性。

  

  优点: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片子,而且价格通常也较低。晶体谐振器的精度为1PPM(百万分之一)至100PPM。

  缺 点:晶体谐振器是有2个引脚的无极性元件,需要借助于时钟电路才能产生振荡信号,自身无法振荡起来。晶体谐振器相对于晶体振荡器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。

  晶体谐振器有一些等效参数,不同的使用环境可能会有不同的要求,选用时还要考虑环境温度、负载电容、频率精度等要求,这就要求外围振荡电路的参数要加一些控制才能输出稳定的频率。

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