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有源晶振選型指南:常規(guī)有源、溫補晶振與差分晶振的比較與選擇

華昕電子 ? 2024-05-31 08:33 ? 次閱讀

電子線路中,晶體振蕩器作為提供穩(wěn)定時鐘信號的核心組件,其選型對于整個系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性至關(guān)重要。有源晶振作為其中的一種類型,具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。本文將分別從常規(guī)有源晶振、溫補晶振和差分晶振三個方面進行介紹,為您提供選型指南。

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常規(guī)有源晶振OSC

767874a2-1ee5-11ef-bd4a-92fbcf53809c.gif常規(guī)有源晶振是一種完整的振蕩器,內(nèi)部包含石英晶體、晶體管和阻容元件等。與無源晶振相比,有源晶振無需外部時鐘電路即可產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩信號,且信號質(zhì)量較高、穩(wěn)定性好。此外,有源晶振的連接方式相對簡單,通常只需做好電源濾波和輸出信號的小阻值電阻過濾即可。常用于充電樁、拼接屏、攝像機等。

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在選擇常規(guī)有源晶振時,需要注意以下幾點:

頻率范圍:常規(guī)有源晶振的頻率范圍很廣,可以做到1.000~200.000MHZ、32.768KHZ(用于實時時鐘)的范圍,是目前市場使用最多的有源晶振,因為內(nèi)部集成IC頻率可以定制小數(shù)點后六位的頻率,比如33.3333MHZ等不常規(guī)的頻率,而且打樣周期快,交付時間短。客戶可以根據(jù)應(yīng)用需求大膽的選擇頻率范圍,華昕晶振能夠滿足各類電子系統(tǒng)的時鐘信號要求。

工作電壓:目前的工作電壓一般都是1.8V~3.3V兼容通用,即MCU供電1.8V晶振工作,MCU供電3.3V晶振同樣工作。還有5V電壓的也是可以輕松做到的。具體根據(jù)客戶電路系統(tǒng)的要求。

穩(wěn)定性:在工作溫度范圍內(nèi),總頻差達到±20PPM;啟動時間低至3ms。


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溫補晶振TCXO

767874a2-1ee5-11ef-bd4a-92fbcf53809c.gif溫補晶振,即溫度補償晶體振蕩器,通過一定的補償方式,如電容補償、熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)補償?shù)龋3志w振蕩器的輸出頻率在一定的精度范圍內(nèi)。溫補晶振具有開機特性好、功耗低、頻率-溫度穩(wěn)定性高等特點,廣泛應(yīng)用于通信、導(dǎo)航、雷達等領(lǐng)域。

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在選擇溫補晶振時,需要注意以下幾點:

體積與封裝:2520/3225封裝尺寸是目前最常用的,而且目前廠家成熟開發(fā)的頻率并不像常規(guī)有源晶振那么多,主要集中在25M、26M、32M等用于GPS定位系統(tǒng)的。

頻率穩(wěn)定性:通常是±0.5ppm,并且在工作溫度范圍內(nèi)的頻率變化非常小,溫頻范圍達到±1.5ppm。所以根據(jù)實際的應(yīng)用需求選擇合適的頻率穩(wěn)定性指標(biāo),才能保證晶振在不同溫度下的頻率偏移在允許范圍內(nèi)。


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差分晶振Dif OSC

767874a2-1ee5-11ef-bd4a-92fbcf53809c.gif差分晶振采用兩個晶體振蕩器相互引入的頻率差作為差分輸出,具有更高的抗干擾性和抗噪聲性能。差分晶振常用于高精度時鐘應(yīng)用,如通信設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲器和精密儀器等。

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在選擇差分晶振時,需要注意以下幾點:

輸出波形:LVDS、LVPECL和HCSL是三種常見的時鐘邏輯類型,LVDS是一種低電壓差分信號技術(shù),以其低功耗、低誤碼率、低串?dāng)_和低輻射等優(yōu)點著稱;LVPECL是低壓正發(fā)射極耦合邏輯,使用3.3V或2.5V電源,具有較寬的傳輸線阻抗適應(yīng)范圍;而HCSL則是高速CMOS邏輯,其特點在于功耗較低,但速度相對較慢。相位噪聲:考慮差分晶振的相位噪聲指標(biāo),選擇低相位噪聲的晶振,以提高時鐘信號的穩(wěn)定性。抖動性能:抖動是衡量時鐘信號穩(wěn)定性的重要指標(biāo),選擇抖動性能優(yōu)異的差分晶振,有助于提高系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。

綜上所述,在選擇有源晶振時,需要根據(jù)應(yīng)用需求、工作環(huán)境和性能指標(biāo)等多方面因素進行綜合考慮。常規(guī)有源晶振適用于一般應(yīng)用場景,溫補晶振適用于對頻率穩(wěn)定性要求較高的場合,而差分晶振則適用于高精度時鐘應(yīng)用。通過合理的選型,可以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能得到充分發(fā)揮。

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