有源晶振的特點
發布日期:2019-07-19
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有源晶振是一個完整的振蕩器，里面除了石英晶體外，還有晶體管和阻容元件。有源晶振不需要DSP的內部振蕩器，信號質量好，比較穩定，而且連接方式相對簡單（主要是做好電源濾波，通常使有源晶振用一個電容和電感構成的PI型濾波網絡，輸出端用一個小阻值的電阻過濾信號即可），不需要復雜的配置電路。相對于無源晶體，有源晶振的缺陷是其信號電平是固定的，需要選擇好合適輸出電平，靈活性較差，價格相對較高。對于時序要求敏感的應用，還是有源的晶振好，因此可以選用比較精密的晶振，甚至是高檔的溫度補償晶振。有些DSP內部沒有起振電路，只能使用有源的晶振，如TI的6000系列等。有源晶振相比于無源晶體通常體積較大，許多有源晶振是表貼的，體積和晶體相當，有的甚至比許多晶體還要小。
根據用途，有源晶振中可以分為：普通石英振蕩器，溫補振蕩器，壓控振蕩器，壓控溫補振蕩器，恒溫振蕩器，硅振蕩器。
1、普通石英振蕩器。
它是最簡單的振蕩器，頻率溫度特性依靠石英晶體諧振器本身的穩定性。
2、 溫度補償石英晶體振蕩器（TCXO）
與普通石英晶體振蕩器不同的是它的精度和穩定性都要高些，它對晶振頻率可以起到一個溫度補償的作用。其原理是通過感應周圍環境溫度，將溫度信息做適當變換后控制晶振的輸出頻率，以求達到穩定輸出頻率的效果。它可以在天氣溫度變化中起到一個互相補助的作用，遇到氣溫低的情況它會根據本身的溫度補償電路來補償由周圍溫度變化產生出的振蕩頻率偏差，從而保護產品的穩定性。
3、電壓控制石英晶體振蕩器（VCXO）
由石英晶體產生其一固定頻率、并施加外部電壓對頻率偏差進行控制從而使頻率偏差達到最小的振蕩器。控制外來的電壓，使輸出頻率能夠變化或調變的石英晶體振蕩器。
4、恒溫振蕩器（OCXO）
是利用恒溫槽使晶體振蕩器或石英晶體振子的溫度保持恒定，將由周圍溫度變化引起的振蕩器輸出頻率變化量削減到最小的晶體振蕩器。通常人們是利用熱敏電阻“電橋”構成的差動串聯放大器，來實現溫度控制的。具有自動增益控制（AGC）的（C1app）振蕩電路，是目前獲得振蕩頻率高穩定度的比較理想的技術方案。
5、硅晶振
硅晶振是以半導體工藝為是一種采用半導體標準半導體工藝制程，將先進的MEMS微機電系統（Micro-Electro-Mechanical System)與CMOS電路技術相結合的高性能全硅時鐘頻率元件，徹底解決有人工大量參與生產的石英振蕩器穩定性不高，頻率有限，尺寸較大，品質一致性 差，易停振、不起振、溫漂大、備貨時間長，并且受材料特性限制產能等一系列問題。缺點是輸出模式單一，相位噪聲相對較差。
