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晶振选择哪种输出波形比较适合?

扬兴科技 2023-01-10 17:44 次阅读

石英晶体谐振器和石英晶体振荡器统称为晶振,属于频率控制元器件,是电子零件市场上最重要的一种,二者之间只相关两个字,但使用方向,参数规格,作用性能,电气特性,价格,技术等多方面均不一样。前者只是普通的晶振,而后者则是高端的晶体元器件,它们的不同之处远不止这些。

有源晶振的频率输出必定要有某个波形作为输出载体,波形的输出也必定会伴随着某个负载值。在实际使用中,波形负载也是晶振的非常重要参数指标。选择不当的话,轻则导致石英晶振或其他模块工作不正常,功能无法实现,重则损坏模块甚至整机。

晶振的输出波形主要有三大类:正弦波、方波和准正弦波。

晶振负载主要有以下几种:

1、正弦波:负载50欧姆或1k欧姆;

2、方波:N个TTL负载或N个PF电容

3、准正弦波:10K欧姆并联10PF电容;此外还有差分输出PECL、LVDS等高频(100MHz以上)常用的。

无源SMD晶振输出波形为正弦波,有源晶振输出波形为正弦波或方波。有源晶振本身输出是正弦波,在其内部加了整形电路,所以输出是方波,正弦波一般用的很少,普遍用的都是方波输出(很多时候在示波器上看到的还是波形不太好的正弦波,这是由于示波器的带宽不够。例如:有源晶振20MHz,如果用40MHz或60MHz的示波器测量,显示的是正弦波,这是由于方波的傅里叶分解为基频和奇次谐波的叠加,带宽不够的话,就只剩下基频20MHz和60MHz的谐波,所以显示正弦波。完美的再现方波需要至少10倍的带宽,5倍的带宽只能算是勉强,所以需要至少100M的示波器)。

方波主要用于数字通信系统时钟上,用来驱动时纯计数电路或门电路,对方波主要有输出电平、占空比、上升/下降时间、驱动能力等几个指标要求。正弦波主要用于对EMI、频率干扰有特殊要求的电路,这种电路要求输出的高次谐波成分很小;后面有模拟电路选用正弦波也是比较好的选择。通常需要提供例如谐波、噪声和输出功率等指标。方波输出功率大,驱动能力强,但谐波分量丰富;正弦波输出功率不如方波,但其谐波分量小很多。

有源贴片晶振输出波形有:正弦波、LVDS、PECL、CMOS、TTL LVDS即低电压差分信号。(P)ECL是高速领域内一种十分重要的逻辑电路,它的优良特性使它广泛应用于高速计算机、高速计数器、数字通信系统、雷达、测量仪器和频率合成器等方面。TTL和CMOS是通用的逻辑电平。至于后面的15PF、50PF是这些输出波形的匹配负载。

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