晶振是一種重要的電子元件，廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中，根據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理的不同，晶振又可以分為有源晶振和無源晶振兩種類型的晶振。以下是關(guān)于有源晶振和無源晶振的主要區(qū)別。

工作原理

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無源晶振：英文名稱為Crystals，是晶體諧振器的簡稱，是基于石英晶體的諧振器件。從本質(zhì)上來說它是一個(gè)石英晶體元件，是一個(gè)被切割和加工成特定形狀和尺寸的石英晶體片。當(dāng)通過電流給予其激勵(lì)時(shí)，它就會(huì)利用石英晶體天然的機(jī)電效應(yīng)來產(chǎn)生一個(gè)精確的頻率，石英晶體在電場的作用下會(huì)產(chǎn)生振蕩。我們常用的無源晶振的頻率范圍在幾kHz到幾十MHz之間，但特定的應(yīng)用可能會(huì)要求更高或更低的頻率。

有源晶振：英文名稱為Crystal oscillator，是晶振振蕩器的簡稱，這是一種集成了振蕩器電路的晶振器件，它可以直接輸出一個(gè)穩(wěn)定的方波信號(hào)。其基本工作原理是利用石英晶體的壓電效應(yīng)和振蕩器電路的反饋機(jī)制。當(dāng)石英晶體受到外部壓力時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生電壓，然后振蕩器電路將電壓反饋并增大，從而維持晶體的振蕩。

二

結(jié)構(gòu)與封裝

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無源晶振：通常較小，封裝簡單。常見的封裝形式有HC-49U等。

有源晶振：由于內(nèi)部包含了振蕩器電路，并且內(nèi)部結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜，因此有源晶振的封裝通常較大。常見的封裝形式包括SMD（表面貼裝設(shè)備）封裝，適用于現(xiàn)代的PCB設(shè)計(jì)。

三

輸出特性

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無源晶振本身不直接輸出方波或正弦波信號(hào)，相反，它需要與外部電路（如Pierce振蕩器電路）結(jié)合使用，以產(chǎn)生振蕩輸出。當(dāng)與適當(dāng)?shù)碾娐废嘟Y(jié)合時(shí)，晶振將在其固有的諧振頻率上產(chǎn)生振蕩。

有源晶振的主要輸出為一個(gè)方波信號(hào)，具有穩(wěn)定且精確的頻率和幅度，并且方波信號(hào)的頻率由石英晶體的諧振頻率決定，通常在幾千赫茲至數(shù)十兆赫茲的范圍內(nèi)。而方波信號(hào)的幅度通常是 TTL或 CMOS電平。

四

電源需求

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無源晶振不需要外部電源供電，但要產(chǎn)生振蕩，通常需要與一個(gè)外部的振蕩器電路配合，而這個(gè)電路需要供電。有源晶振需要外部電源供電驅(qū)動(dòng)振蕩器電路。有源晶振是由晶體和一個(gè)內(nèi)部的放大器電路組成的，這個(gè)放大器電路需要外部供電來驅(qū)動(dòng)，使得晶體產(chǎn)生穩(wěn)定的振蕩。

五

應(yīng)用領(lǐng)域

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無源晶振：無源晶振因?yàn)槌杀镜秃推浜唵涡?，被廣泛用于各種電子產(chǎn)品中，如手表、時(shí)鐘、無線通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)等，作為頻率參考或時(shí)鐘源。

有源晶振：由于其能夠提供準(zhǔn)確且穩(wěn)定的輸出頻率，所以常用于有源晶振廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中，特別是需要一個(gè)穩(wěn)定頻率參考的應(yīng)用。例如：通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)、工業(yè)控制系統(tǒng)、音視頻設(shè)備等。