什么是无源晶振与有源晶振？它们有什么区别？

无源晶振与有源晶振的英文名称不同，无源晶振为crystal（晶体），而有源晶振则叫做oscillator（振荡器）。

无源晶振是有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。无源晶振需要用芯片内的振荡器，在datasheet上有建议的连接方法。无源晶振没有电压的问题，信号电平是可变的，也就是说是根据起振电路来决定的，同样的晶振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。无源晶振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。使用时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晶体。

有源晶振有4只引脚，是一个完整的振荡器，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件，因此体积较大。有源晶振不需要芯片的内部振荡器，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。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，价格相对较高。对于时序要求敏感的应用，还是有源的晶振好，因为可以选用比较精密的晶振，甚至是高档的温度补偿晶振。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。

晶振型号众多，而且每一种型号的引脚定义都有所不同，接法也不同。通常：有个点标记的为1脚，按逆时针（管脚向下，即顶视）分别为2、3、4。通常的用法：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。

方形有源晶振引脚分布

1、正方的，使用DIP-8封装，打点的是1脚。

1-NC； 4-GND； 5-Output； 8-VCC

2、长方的，使用DIP-14封装，打点的是1脚。

1-NC； 7-GND； 8-Output； 14-VCC

1、电源有两种，一种是TTL，只能用5V，一种是HC的，可以3.3V/5V

2、有些封装边沿有一个是尖角，三个圆角。尖角的是一脚，和打点一致。

石英晶体封装类型：49/U，49/T，UM-5，49/S，尺寸：5X7mm，6X3.5mm，5X3.2mm，4X2.5mm

贴片晶振(OSC)尺寸：SMD(3.2×5，6X3.5，5X7，3.2×5，6X3.5，5X7) .

全尺寸、半尺寸晶振：49/U、49/T、49/S、49/SMD、50/U/0/T、UM-1、UM-5.

圆柱形晶振尺寸：1.5ⅹ5、2ⅹ6、3ⅹ8、3ⅹ9、3ⅹ10 .

有源晶振和无源晶振的对比

晶振在电路中就相当于人的一个心脏，晶振为电路提供了一个时钟信号。 有源晶振比较贵，但是有源晶振自身就能震动。而无论是无源晶振，还是有源晶振，都有自身的优点和缺点所在，若考虑产品成本，建议可以选择无源晶振电路；若考虑产品性能，建议选择有源晶振电路，省时方便也能保证产品性能。下面就详细从各方面谈一下各自的优势：

1、精度误差

无源晶振分为贴片晶振与插件晶振

插件晶振最高精度可达到5ppm，目前KDS晶振中的DT-26，以及西铁城晶振中的CFS206都可以满足贴片晶振最高精度可达到10ppm,相比插件晶振而言，虽然贴片晶振采用自动化的贴片焊接相比插件晶振的手工焊接省时省力,但在精度上，无源贴片晶振无法达到相比插件晶振50ppm更高的精度。那么精度误差的大小又决定着什么呢？为什么工程师一再选用精度误差更小的晶振呢？

在时钟晶振应用领域里

精度误差越小，那么所产生的时间误差也越短。那么时间误差的产生是否有一个准确的计算方式呢，举例，一款32.768K贴片晶振，精度误差为20ppm，ppm是精度的单位，代表百万分之一。这款精度20ppm的时钟晶振一天所产生的时间误差为：24（小时）*60（分钟）*60（秒）*20ppm=1728000/百万分之=0.1728秒，平均一天的时间误差为0.1728秒，一个月的时间误差将近5秒，实际上这个误差也是很大的了。因此在一些高端产品，工程师为什么严格选用TCXO晶振。

谈到TCXO晶振，是温补振荡器的简称，（实则上叫温度补偿石英振荡器的简称）那么TCXO晶振的最高精度可以达到多少了事实上TCXO晶振的最高精度可达到0.1ppm，不过这种高端产品往往是需要定制的。

2、电路连接

无源晶振与有源晶振的精度参数

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，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。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。

有源晶振信连接方式相对简单（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，甚至是高档的温度补偿晶振。

那么在焊接电路中的连发有什么不同之处吗？当然是有的，无源晶振电路旁都会存在其它的电容电阻，帮助晶振起振，而有源晶振在技术上内置起振芯片，也就是说无需借助外部的电路，自身就可以起振。

说完无源晶振和有源晶振的两个方面的显著不同，我们得到总结分析，如何根据自己的需求和目标来选择使用无源晶振还是有源晶振。

3、成本考虑

如果出于成本考虑，无源晶振肯定是胜出的。无源晶振的成本低于有源晶振，尽管电路旁添加了一些电容电阻，但总成本也敌不过一款普通的有源晶振。

4、性能稳定

有源晶振在稳定性上要胜过无源晶振，精度也相比无源晶振更为精准。如果产品对精度要求较高的可选择有源晶振。

­关注公众号“嵌入式杂谈”，查看更多精彩内容！

相关问答

有源晶振和无源晶振的引脚定义?

###有源晶振有源晶振引脚定义:1.引脚1:VCC,电源引脚,负责连接电源电压的引脚;2.引脚2:Ground,地引脚,负责连接导体和电源电压之间的导线;3.引脚3...###...

什么是有源晶振，有何作用?

有源晶振又叫振荡器,有四只引脚,是一个完整的振荡器。有源晶振除了石英晶体外,还有晶体管和阻容元件,因此有源晶振的体型一般较大。有源晶振是有石英晶体组...

无源晶振有方向吗?

没有方向的。无源晶振是无极性器件,没有方向,无源晶振在四脚的情况下,只有两个脚是功能脚,另外两脚悬空,用于接GND;对于有源晶振而言,一般情况下有源晶振...

12M晶振有正负极吗-ZOL问答

晶振分为有源晶振和无源晶振。无源晶振只有两个引脚,没有所谓的正负极。有源晶振需要接电源才能工作,一般有四个引脚,其中有两个电源输入引脚,有正负极之分。...

有源晶振怎么做电源滤波?电容电感怎么选择?-Yumi_Win?的...

个人感觉地线那个位置出现不到1V的信号,是因为接地位置有容性阻抗,100M晶振是很大了,可能电容的在信号那个位置分压在输出端接地位置。换一个电容...

无源晶振为什么有in和out?

无源晶振的in和out只是针对芯片内部来说的。无源晶振一般指石英晶体谐振器。外部晶振器,因为晶振单元常常作为电路外接,简称石英晶体或晶振。是利用石英晶体...

无源晶振好坏的判断?

无源晶振的好坏需要根据其准确度、稳定性、温度变化对频率的影响以及寿命等因素进行考量。一般来说,好的无源晶振在准确度方面有高要求,具有很好的频率稳定性,...

铷原子钟与恒温晶振优缺点?

恒温晶振是目前频率稳定度和精确度最高的晶体振荡器,原理是内部温度控制电路对温度进行恒温控制,使内部石英谐振器的频率温度系数最小,让晶振达到最高的频率稳...

无源晶振为何要选好匹配电容?

无源晶振的负载电容,其实也是匹配电容一个12M晶振的负载电容为12.5PF,那么在匹配12.5PF的电容是,晶振输出的才是12M。如果改成9PF或者20PF,那么无源晶振输出...

晶振的特点是什么?

晶振有石英晶振、陶瓷晶振、硅晶振等,其中石英晶振又分为有源晶振和无源晶振。无源晶振:是2个引脚的无极性元件(部分4个引脚),需要借助于时钟电路才能产生...无...