晶振在電路中就相當于人的一個心臟,晶振為電路提供了一個時鐘信號。 有源晶振比較貴,但是有源晶振自身就能震動。而無論是無源晶振,還是有源晶振,都有自身的優點和缺點所在,若考慮產品成本,建議可以選擇無源晶振電路;若考慮產品性能,建議選擇有源晶振電路,省時方便也能保證產品性能。下面就詳細從各方面談一下各自的優勢:
1、精度誤差
無源晶振分為貼片晶振與插件晶振
插件晶振精度可達到5ppm,目前晶振都可以滿足貼片晶振精度可達到10ppm,相比插件晶振而言,雖然貼片晶振采用自動化的貼片焊接相比插件晶振的手工焊接省時省力,但在精度上,無源貼片晶振無法達到相比插件晶振50ppm更高的精度。那么精度誤差的大小又決定著什么呢?為什么工程師一再選用精度誤差更小的晶振呢?
在時鐘晶振應用領域里
精度誤差越小,那么所產生的時間誤差也越短。那么時間誤差的產生是否有一個準確的計算方式呢,舉例,一款32.768K貼片晶振,精度誤差為20ppm,ppm是精度的單位,代表百萬分之一。這款精度20ppm的時鐘晶振一天所產生的時間誤差為:24(小時)*60(分鐘)*60(秒)*20ppm=1728000/百萬分之=0.1728秒,平均一天的時間誤差為0.1728秒,一個月的時間誤差將近5秒,實際上這個誤差也是很大的了。因此在一些產品,工程師為什么嚴格選用TCXO晶振。
談到TCXO晶振,是溫補振蕩器的簡稱,(實則上叫溫度補償石英振蕩器的簡稱)那么TCXO晶振的精度可以達到多少了事實上TCXO晶振的精度可達到0.1ppm,不過這種產品往往是需要定制的。
2、電路連接
無源晶振與有源晶振的精度參數
無源晶體沒有電壓的問題,信號電平是可變的,也就是說是根據起振電路來決定的,同樣的晶體可以適用于多種電壓,無源晶體相對于晶振而言其缺陷是信號質量較差,通常需要精確匹配外圍電路(用于信號匹配的電容、電感、電阻等),更換不同頻率的晶體時周邊配置電路需要做相應的調整。建議采用精度較高的石英晶體,盡可能不要采用精度低的陶瓷警惕。
有源晶振信連接方式相對簡單(主要是做好電源濾波,通常使用一個電容和電感構成的PI型濾波網絡,輸出端用一個小阻值的電阻過濾信號即可),不需要復雜的配置電路。有源晶振通常的用法:一腳懸空,二腳接地,三腳接輸出,四腳接電壓。相對于無源晶體,有源晶振的缺陷是其信號電平是固定的,需要選擇好合適輸出電平,靈活性較差,而且價格高。對于時序要求敏感的應用,個人認為還是有源的晶振好,因為可以選用比較精密的晶振,甚至是高檔的溫度補償晶振。
那么在焊接電路中的連發有什么不同之處嗎?當然是有的,無源晶振電路旁都會存在其它的電容電阻,幫助晶振起振,而有源晶振在技術上內置起振芯片,也就是說無需借助外部的電路,自身就可以起振。
說完無源晶振和有源晶振的兩個方面的顯著不同,我們得到總結分析,如何根據自己的需求和目標來選擇使用無源晶振還是有源晶振。
3、成本考慮
如果出于成本考慮,無源晶振肯定是勝出的。無源晶振的成本低于有源晶振,盡管電路旁添加了一些電容電阻,但總成本也敵不過一款普通的有源晶振。
4、性能穩定
有源晶振在穩定性上要勝過無源晶振,精度也相比無源晶振更為精準。如果產品對精度要求較高的可選擇有源晶振。