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 .

晶体中的贵族——有源晶振

晶体是晶体谐振器（Crystal）的简称，也称为无源晶体 。一般是利用石英晶体的压电效应，用来产生高精度振荡频率的一种电子元件。普通压电无源石英晶体是一种无极性元件，晶体内部本身只有经过加工的单一石英晶片，英文单词叫做（Quartz crystal）需要借助设计的电路才能产生振荡信号，单晶振本身是无非发生振荡的，插件的一般常规都是二个脚，当然也会有三个脚的，中间那个脚一般用来接地，当然随着科技的发展，后来有了四个脚的普通贴片谐振器，四个脚其实只要二个脚才是真正通电工作的，剩余两个脚一个是悬空，一个是可以用来接地(可接可不接)。

晶振是晶体振荡器（Oscillator）的简称，也称为有源晶振 。有源晶振内部集成了起振电路，无需外部添加其他元器件即可正常工作，但其需要外部电源供电。 有源晶振是用石英晶体组成的，石英晶片之所以能当为振荡器使用，是基于它的压电效应：在晶片的两个极上加一电场，会使晶体产生机械变形；在石英晶片上加上交变电压，晶体就会产生机械振动，同时机械变形振动又会产生交变电场，虽然这种交变电场的电压极其微弱，但其振动频率是十分稳定的。当外加交变电压的频率与晶片的固有频率（由晶片的尺寸和形状决定）相等时，机械振动的幅度将急剧增加，这种现象称为“压电谐振”。

有源石英晶体振荡器是最少拥有最少4个脚的的产品，四个脚的用途是：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压，电压也有分为以下几种，1.8V-2.5V-3V-3.3V-3.8V-5V等电压，振荡器内部本身除了有加工过的压电石英晶片外，还有有源振荡器IC，以及电阻两颗，电容两颗，有些会有一颗三级稳压管等原件，插件的外观体积比较大，但是随着现在的科技发展，有源晶振体积也从最初的超大体积长20mm，宽11mm，到现在的2.5mm长，宽2.0mm的小尺寸，有源晶振 的英文单词简称为（Quartz crystal oscillator）。

主要参数

⒈ 总频差：在规定的时间内，由于规定的工作和非工作参数全部组合而引起的晶体振荡器频率与给定标称频率的最大偏差。

⒉ 频率温度稳定度：在标称电源和负载下，工作在规定温度范围内的不带隐含基准温度或带隐含基准温度的最大允许频率。

⒊ 开机特性（频率稳定预热时间）：指开机后一段时间（如 5 分钟）的频率到开机后另一段时间（如1小时）的频率的变化率，表示了晶振达到稳定的速度。

⒋ 频率老化率：在恒定的环境条件下测量振荡器频率时，振荡器频率和时间之间的关系。这种长期频率漂移是由晶体元件和振荡器元件的缓慢变化造成的。因此，其频率偏移的速率叫老化率，可用规定时限后的最大变化率（如±10ppb/天，加电72小时后），或规定的时限内最大的总频率变化（如：± 1ppm/（第 一年）和±5ppm/（十年））来表示。

⒌ 短稳：短期稳定度。

⒍ 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，晶体振荡器频率的最小峰值改变量

⒎ 率压控线性：与理想（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。

⒏ 单边带相位噪声￡（f）：偏离载波 f 处，一个相位调制边带的功率密度与载波功率之比。

有源晶振外形

有源晶振的内部结构

有源晶振的内部拆解

晶体振荡器的分类:按照其功能类型可分为四种： SPXO 简单封装晶体振荡器VCXO 电压控制晶体振荡器TCXO 温度控制晶体振荡器 温度补偿晶体振荡器OCXO 恒温晶体振荡器 温度控制晶体振荡器

常规批量生产可达到的稳定度：

SPXO VCXO TCXO OCXO

0 to 70℃ 10 ppm 10 ppm 0.1 ppm 0.005 ppm

20 to 70℃ 25 ppm 25 ppm 0.3 ppm 0.01 ppm

-40 to 85℃ 30 ppm 30 ppm 0.5 ppm 0.03 ppm

-55 to 125℃ 50 ppm 50 ppm 1.0 ppm N/A

工作温度范围内的稳定度要求 典型应用 振荡器类型

±0.2ppm 电信传输设备的时钟基准 OCXO

±0.2～±0.5ppm 电信传输设备的Stratum 3时钟基准 OCXO,带模拟集成电路的TCXO

±0.5～±1.0ppm 军用无线电设备,E-911蜂窝电话定位器 带模拟集成电路的TCXO

±1.0～±2.5ppm 移动无线电设备(例如应急通信设备) 带模拟集成电路的TCXO

±2.5～±10ppm 移动电话 带电热调节的TCXO

±10～±20ppm 传真机 TCXO,VCXO,SPXO

> ±20ppm 计算机时钟信号源 SPXO/XOD

从历史上来说，在美国，军事上的需求已成为研究石英振荡器的主要推动力。特别是在早期美国军方资助大部分的研究。按照民间说法，缩写XO 代替CO 的主要原因是，在美国军队里，CO 是“指挥官”的缩写而且由于“crystal”听起来有点像“xtal”。（随后，有人指出，XO 是在军队中是“执行官”的缩写，但这以后，XO 是“石英振荡器”的缩写就逐渐被人接受）。

引脚分布

丝印正好看 左下角有黑点是管脚1，

有个点标记的为1脚，按逆时针（管脚向下）分别为2、3、4。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。

以下是方形振荡器引脚分布：1、正方的，使用DIP-8封装，打点的是1脚。 1-NC; 4-GND; 5-Output; 8-VCC2、长方的，使用DIP-14封装，打点的是1脚。1-NC; 7-GND; 8-Output; 14-VCC

BTW：1、电源有两种，一种是TTL，只能用5V，一种是HC的，可以3.3V/5V2、边沿有一个是尖角，三个圆角，尖角的是一角，和打点一致。Vcc outNC(点) GND有源晶振为四角方形或矩形金属盒子，看着标称一面(顶)，左下空脚，右下地，左上VCC(5V)，右上输出。接上电源可以用示波器看到波形。

PCB设计要点：

(1)、在PCB设计是，晶振的外壳必须接地，可以防止晶振的向往辐射，也可以屏蔽外来的干扰。

(2)、晶振下面要铺地，可以防止干扰其他层。因为有些人在布多层板的时候，顶层和底层不铺地，但是建议晶振所在那一块铺上地。

(3)、晶振底下不要布线，周围5mm的范围内不要布线和其他元器件(有的说是建议300mil范围内，大家可以参考)，主要是防止晶振干扰其他布线和器件。

(4)、晶振不要布在板子的边缘，因为为了安全考虑，板卡的地和金属外壳或者机械结构常常是连在一起的，这个地我们暂且叫做参考接地板，如果晶振布在板卡的边缘，晶振与参考接地板会形成电场分布，而板卡的边缘常常是有很多线缆，当线缆穿过晶振和参考接地板的电场是，线缆被干扰了。而晶振布在离边缘远的地方，晶振与参考接地板的电场分布被PCB板的GND分割了，分布到参考接地板电场大大减小了

(5)、当然时钟线尽量要短。如果你不想让时钟线走一路干扰一路，那就补短吧。

还有一点，关于晶振的选择，如果你的系统能工作在25M，就尽量不要选50M的晶振。时钟频率高，是高速电路，时钟上升沿陡也是高速电路

以NDK的料号做一个介绍

NZ2016SH晶振：

特点：

频率：1.5MHz~80MHz

可对应：-40～+125℃的宽温范围。

尺寸：2.0×1.6mm、高度0.7mm、重量0.01g，超小型、量轻。

可对应同样尺寸的晶体谐振器难以实现的低频（从1.5MHz起）。

缠带包装方式可对应自动搭载及IR回流焊接（无铅对应）。为无铅产品。符合AEC-Q200标准。

相关问答

有源晶振引脚怎么定义的?

有源晶振引脚多为四脚或者四脚以上,更多的为四个脚位。相比无源四脚贴片晶振,无源贴片晶振尽管有四个脚,但真正称之为功能脚位的只有2个,即是脚1和脚3,另外...

有源晶振和无源晶振的引脚定义?

有源晶体振荡器(ActiveCrystalOscillator)和无源晶体振荡器(PassiveCrystalOscillator)的引脚定义并没有明确的标准,它们的引脚定义可能会因不同的制造...

有源晶振一般多少钱?大侠们，求解

[回答]您可以提供一下有源晶振的具体需求,然后才能给您反馈价格哦。需要您提供一下个人的需求才能给您做有源晶振的具体报价呢,请问您这边有什么需求呢?...

有源晶振价格是多少?大家推荐一下

[回答]需要您提供一下个人的需求才能给您做有源晶振的具体报价呢,请问您这边有什么需求呢?有源晶振的价格都是不一样的,我知道有个网站,网站里边都是一些...

两脚晶振和四脚晶振在使用电路上有什么区别吗?

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...

有源晶振不需要匹配电容吗?

有源晶振通常需要匹配电容。匹配电容的作用是调整晶振的谐振频率,使其与系统要求的频率相匹配。匹配电容可以帮助提高晶振的稳定性和减小频率偏差。没有匹配电...

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...

10MHz有源晶振的内阻一般是多少?

要看输出类型是弦波或方波。一般有源晶振,包括10MHz这类,输出都是TTL或CMOS相容方波信号并直接接到电路板上的数字电路来使用,平常并不做阻抗匹配,因此,...

晶振用在什么地方?

晶振又叫石英晶体振荡器,在它之前的电子类产品的频率源采用的并不是晶振,而是LC或RC元器件。但是LC和RC振荡器的频率稳定度只仅仅能达到10^-2~10^-3,就算用了...

为什么有些IC外围电路要加晶振有些又不用加?

为什么有些lC外围电路要加晶振有些又不用加?答;首先我们得先了解什么是IC,IC是集成电路的英文integratedcircuit的缩写。而集成电路根据它在电路功能来分,...