轉自“電子產品世界”

1.晶體和晶振

通常，我們會將“晶體”(Crystal)和“晶振”(Oscillator)都叫成“晶振”，其實這種叫法並不恰當。

無源晶體是有兩個引腳的無極性元件，如圖1(a)。正常工作時，需要借助外部電路產生振蕩信號，自身並不需要單獨外加電源。

圖1

而有源晶振一般有四個引腳，如圖1(b)，其內部集成石英晶體、晶體管、電阻電容等元件。晶振是一個完整的振蕩器，只需要外加適當電源就能正常工作，無需其他外加電路。

2.成本分析

在設計時，工程師要盡可能的降低設計成本，從表1中看出這種晶體轉晶振的電路可以使晶振的成本降低60%.

表1價格對比

3.晶體變晶振

采用晶體外加無緩沖反相器等元件組成晶振電路，原理及元件如圖2.

圖2無緩沖反相器和晶體組成的晶振電路

電路中電阻和電容的選擇取決於反向器增益、頻率穩定性、功耗、晶體特性和啟動時間等，推薦參數如表2.

表2參數選擇

U1：增加U1B主要是為了增大輸出能力。無緩沖反相器的型號可以選擇NXP、ON、TI等廠家的雙反相器芯片。

RF：反向器的反饋電阻，它將反向器偏置在線性區域內。選擇的RF值需要足夠大，以便反向器的輸入阻抗可以與晶體匹配。通常情況下，選擇的值在1MΩ與10MΩ之間。

RS：將反向器的輸出與晶體隔離開來，防止寄生高頻振蕩，以便獲得良好的波形。通過選擇大約等於容抗的值(RS≈XC2)可以獲得可以接受的結果。

C1、C2：選擇C1和C2的值時，要使C1和C2的並聯值等於晶體數據表中指定的建議負載電容(CL)。另外，電容的選擇還關系到晶振的啟動時間、相移、諧振頻率等。

4.參數測試

測試電路時，我們選用了三種不同頻率的晶體(見表3)和三個廠家的無緩沖反相器進行組合測試，測試結果見表4.

表3晶體參數

表4多種電路的測試統計

頻率：由晶振的調整頻差(25℃±2℃)可以知道，晶體頻率在其容忍頻率範圍內變動是允許的。表4中的測試頻率均在允許範圍內，並且變動範圍較小。

占空比：數字系統對占空比要求並不嚴格，如果用在精確占空比的場合，用戶需要對該參數進行篩選和測試。

啟動時間：使用示波器的電平觸發功能，測量從系統上電到輸出穩定波形的時間。

高低溫測試：根據晶體的工作溫度，分別測試和記錄了電路在85℃、70℃、50℃、25℃、0℃、-20℃、-40℃下的輸出頻率、占空比等參數，晶振均能順利啟振並參數正常。由於數據較多，篇幅有限，這裏就不再列舉。

5.結論

利用無源晶體的有源晶振不僅技術上可行，而且可以降低成本。

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個人總結： 常用反相器如上表所示，常用SOT23-6 封裝。

1： 此電路多用在晶體振幅（電壓）不夠，波形整型。 如：常見的 WIFI藍牙模塊（AP6210），收音模塊等及芯片時鐘提供。

wifi信號差多與晶振有關如下圖

電路較為常用，可以降低成本。

無源晶振加反相器變有源分析與總結