諧振器和振蕩器的差異分析
發布時間:2011-05-09
中心議題:
時shi常chang會hui把ba諧xie振zhen器qi和he振zhen蕩dang器qi搞gao混hun。經jing曆li了le一yi些xie時shi間jian的de對dui比bi,大da概gai整zheng理li一yi下xia。我wo們men習xi慣guan稱cheng晶jing振zhen,這zhe個ge講jiang法fa其qi實shi很hen模mo糊hu。這zhe裏li把ba有you源yuan的de稱cheng為wei振zhen蕩dang器qi,無wu源yuan的de稱cheng為wei諧xie振zhen器qi。
諧振器【RESONATOR】
產生諧振頻率的電子元件,它是典型的無源器件,需要外圍電路驅動其工作,產生時鍾輸出。
振蕩器【OSCILLATOR】
是一種能量轉換裝置——將直流電能轉換為具有一定頻率的交流電能,其構成的電路叫振蕩電路,振蕩器是有源器件,振蕩器比諧振器多了一個控製電路。
圖中從左到右依次為:晶體諧振器,陶瓷諧振器,晶體振蕩器,矽振蕩器。

晶體諧振器【QUARTZCRYSTALUNITS】【CRYSTAL】
石英晶體俗稱水晶,成分SIO2,是shi重zhong要yao的de壓ya電dian材cai料liao,其qi主zhu要yao特te征zheng是shi其qi原yuan子zi或huo分fen子zi有you規gui律lv排pai列lie,反fan映ying在zai宏hong觀guan上shang是shi外wai形xing的de對dui稱cheng性xing。在zai電dian場chang的de作zuo用yong下xia,晶jing體ti內nei部bu產chan生sheng應ying力li而er形xing變bian,從cong而er產chan生sheng機ji械xie振zhen動dong,獲huo得de特te定ding的de頻pin率lv,利li用yong它ta的de這zhe種zhong逆ni壓ya電dian效xiao應ying特te性xing來lai製zhi造zao石shi英ying晶jing體ti諧xie振zhen器qi。石shi英ying由you於yu具ju備bei天tian然ran的de高gao品pin質zhi因yin子zi“Q”,這使得晶體能在整個工作溫度和電壓範圍內都保持很高的精確度和頻率穩定性。

優點:信xin號hao電dian平ping是shi可ke變bian的de,也ye就jiu是shi說shuo是shi根gen據ju起qi振zhen電dian路lu來lai決jue定ding的de,同tong樣yang的de晶jing體ti可ke以yi適shi用yong於yu多duo種zhong電dian壓ya,可ke用yong於yu多duo種zhong不bu同tong時shi鍾zhong信xin號hao電dian壓ya要yao求qiu的de片pian子zi,而er且qie價jia格ge通tong常chang也ye較jiao低di。晶jing體ti諧xie振zhen器qi的de精jing度du為wei1PPM(百萬分之一)至100PPM。
缺點:晶體諧振器是有2geyinjiaodewujixingyuanjian,xuyaojiezhuyushizhongdianlucainengchanshengzhendangxinhao,zishenwufazhendangqilai。jingtixiezhenqixiangduiyujingtizhendangqieryanqiquexianshixinhaozhiliangjiaocha,tongchangxuyaojingquepipeiwaiweidianlu(用於信號匹配的電容、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。
晶體諧振器有一些等效參數,不同的使用環境可能會有不同的要求,選用時還要考慮環境溫度、負載電容、頻率精度等要求,這就要求外圍振蕩電路的參數要加一些控製才能輸出穩定的頻率。
陶瓷諧振器【CERAMICRESONATOR】
陶tao瓷ci諧xie振zhen器qi是shi一yi種zhong用yong於yu在zai特te定ding頻pin率lv產chan生sheng振zhen蕩dang的de壓ya電dian式shi陶tao瓷ci設she備bei。製zhi造zao這zhe種zhong設she備bei所suo用yong的de材cai料liao在zai生sheng產chan過guo程cheng期qi間jian會hui激ji發fa諧xie振zhen特te性xing。由you於yu這zhe種zhong諧xie振zhen特te性xing是shi處chu於yu生sheng產chan誤wu差cha範fan圍wei內nei的de,並bing且qie它ta的de品pin質zhi因yin數shu遠yuan遠yuan低di於yu石shi英ying的de品pin質zhi因yin數shu,因yin此ci陶tao瓷ci諧xie振zhen器qi所suo能neng提ti供gong的de頻pin率lv穩wen定ding性xing不bu如ru晶jing體ti諧xie振zhen器qi。通tong常chang陶tao瓷ci諧xie振zhen器qi用yong於yu對dui成cheng本ben較jiao低di且qie對dui性xing能neng要yao求qiu不bu高gao的de場chang合he。
優點:同晶體相比,陶瓷諧振器的成本隻有晶體的一半並且尺寸較小。
缺點:同晶體相比,欠缺頻率和溫度穩定性。其精度較差,大概在1%至0.1%之間。
綜述:陶瓷諧振器的典型初始精度在0.5%至0.1%範圍內,老化或溫度變化所致的漂移可能改變這一精度範圍。廉價陶瓷諧振器的公差隻有±1.1%,較高端的汽車精度則分別為±0.25%和±0.3%。未來的應用在於汽車CAN(控製器局域網絡)總線應用,工作溫度為-40°C至+125°C。頻率為200KHZ至約1GHZ的低成本陶瓷諧振器適用於對時序要求不嚴格的嵌入係統。陶瓷器件起動較快,一般體積小於石英器件。它們也更能承受衝擊與振動。[page]
所有諧振元件對比:

晶體振蕩器【CRYSTALOSCILLATOR】
優點:晶體振蕩器信號質量好,比較穩定,而且連接方式相對簡單(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),不需要複雜的配置電路。對於時序要求敏感的應用,晶體振蕩器的性能相對較好。

缺點:相xiang對dui於yu晶jing體ti諧xie振zhen器qi,晶jing體ti振zhen蕩dang器qi的de缺que陷xian是shi其qi信xin號hao電dian平ping是shi固gu定ding的de,需xu要yao選xuan擇ze好hao合he適shi輸shu出chu電dian平ping,靈ling活huo性xing較jiao差cha,而er且qie價jia格ge高gao。另ling外wai石shi英ying振zhen蕩dang器qi要yao花hua較jiao長chang的de起qi動dong時shi間jian。
體積:晶體振蕩器相比於無源晶體通常體積較大,隨著工藝的改善,現在有的晶體振蕩器是表貼的,體積和晶體諧振器相當。
矽振蕩器
矽gui振zhen蕩dang器qi,這zhe種zhong完wan全quan集ji成cheng的de振zhen蕩dang元yuan件jian是shi最zui簡jian單dan的de時shi鍾zhong源yuan。這zhe些xie器qi件jian可ke產chan生sheng規gui定ding頻pin率lv的de方fang波bo,可ke直zhi接jie送song入ru單dan片pian機ji的de時shi鍾zhong輸shu入ru。矽gui振zhen蕩dang器qi並bing不bu依yi賴lai於yu機ji械xie共gong振zhen特te性xing來lai獲huo得de振zhen蕩dang頻pin率lv,而er是shi基ji於yu一yi個ge內nei部bu的deRC時(shi)間(jian)常(chang)數(shu)。這(zhe)樣(yang)的(de)設(she)計(ji)使(shi)矽(gui)器(qi)件(jian)對(dui)於(yu)外(wai)部(bu)機(ji)械(xie)作(zuo)用(yong)不(bu)敏(min)感(gan)。與(yu)傳(chuan)統(tong)振(zhen)蕩(dang)器(qi)不(bu)同(tong)的(de)是(shi),沒(mei)有(you)裸(luo)露(lu)在(zai)外(wai)的(de)高(gao)阻(zu)抗(kang)節(jie)點(dian),這(zhe)樣(yang)使(shi)矽(gui)振(zhen)蕩(dang)器(qi)可(ke)以(yi)承(cheng)受(shou)更(geng)大(da)的(de)濕(shi)度(du)和(he)EMI影響。矽振蕩器不需要嚴格匹配的定時元件和線路板走線。
- 諧振器和振蕩器的差異分析
- 各種振蕩器的應用分析
時shi常chang會hui把ba諧xie振zhen器qi和he振zhen蕩dang器qi搞gao混hun。經jing曆li了le一yi些xie時shi間jian的de對dui比bi,大da概gai整zheng理li一yi下xia。我wo們men習xi慣guan稱cheng晶jing振zhen,這zhe個ge講jiang法fa其qi實shi很hen模mo糊hu。這zhe裏li把ba有you源yuan的de稱cheng為wei振zhen蕩dang器qi,無wu源yuan的de稱cheng為wei諧xie振zhen器qi。
諧振器【RESONATOR】
產生諧振頻率的電子元件,它是典型的無源器件,需要外圍電路驅動其工作,產生時鍾輸出。
振蕩器【OSCILLATOR】
是一種能量轉換裝置——將直流電能轉換為具有一定頻率的交流電能,其構成的電路叫振蕩電路,振蕩器是有源器件,振蕩器比諧振器多了一個控製電路。
圖中從左到右依次為:晶體諧振器,陶瓷諧振器,晶體振蕩器,矽振蕩器。

晶體諧振器【QUARTZCRYSTALUNITS】【CRYSTAL】
石英晶體俗稱水晶,成分SIO2,是shi重zhong要yao的de壓ya電dian材cai料liao,其qi主zhu要yao特te征zheng是shi其qi原yuan子zi或huo分fen子zi有you規gui律lv排pai列lie,反fan映ying在zai宏hong觀guan上shang是shi外wai形xing的de對dui稱cheng性xing。在zai電dian場chang的de作zuo用yong下xia,晶jing體ti內nei部bu產chan生sheng應ying力li而er形xing變bian,從cong而er產chan生sheng機ji械xie振zhen動dong,獲huo得de特te定ding的de頻pin率lv,利li用yong它ta的de這zhe種zhong逆ni壓ya電dian效xiao應ying特te性xing來lai製zhi造zao石shi英ying晶jing體ti諧xie振zhen器qi。石shi英ying由you於yu具ju備bei天tian然ran的de高gao品pin質zhi因yin子zi“Q”,這使得晶體能在整個工作溫度和電壓範圍內都保持很高的精確度和頻率穩定性。

優點:信xin號hao電dian平ping是shi可ke變bian的de,也ye就jiu是shi說shuo是shi根gen據ju起qi振zhen電dian路lu來lai決jue定ding的de,同tong樣yang的de晶jing體ti可ke以yi適shi用yong於yu多duo種zhong電dian壓ya,可ke用yong於yu多duo種zhong不bu同tong時shi鍾zhong信xin號hao電dian壓ya要yao求qiu的de片pian子zi,而er且qie價jia格ge通tong常chang也ye較jiao低di。晶jing體ti諧xie振zhen器qi的de精jing度du為wei1PPM(百萬分之一)至100PPM。
缺點:晶體諧振器是有2geyinjiaodewujixingyuanjian,xuyaojiezhuyushizhongdianlucainengchanshengzhendangxinhao,zishenwufazhendangqilai。jingtixiezhenqixiangduiyujingtizhendangqieryanqiquexianshixinhaozhiliangjiaocha,tongchangxuyaojingquepipeiwaiweidianlu(用於信號匹配的電容、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。
晶體諧振器有一些等效參數,不同的使用環境可能會有不同的要求,選用時還要考慮環境溫度、負載電容、頻率精度等要求,這就要求外圍振蕩電路的參數要加一些控製才能輸出穩定的頻率。
陶瓷諧振器【CERAMICRESONATOR】
陶tao瓷ci諧xie振zhen器qi是shi一yi種zhong用yong於yu在zai特te定ding頻pin率lv產chan生sheng振zhen蕩dang的de壓ya電dian式shi陶tao瓷ci設she備bei。製zhi造zao這zhe種zhong設she備bei所suo用yong的de材cai料liao在zai生sheng產chan過guo程cheng期qi間jian會hui激ji發fa諧xie振zhen特te性xing。由you於yu這zhe種zhong諧xie振zhen特te性xing是shi處chu於yu生sheng產chan誤wu差cha範fan圍wei內nei的de,並bing且qie它ta的de品pin質zhi因yin數shu遠yuan遠yuan低di於yu石shi英ying的de品pin質zhi因yin數shu,因yin此ci陶tao瓷ci諧xie振zhen器qi所suo能neng提ti供gong的de頻pin率lv穩wen定ding性xing不bu如ru晶jing體ti諧xie振zhen器qi。通tong常chang陶tao瓷ci諧xie振zhen器qi用yong於yu對dui成cheng本ben較jiao低di且qie對dui性xing能neng要yao求qiu不bu高gao的de場chang合he。
優點:同晶體相比,陶瓷諧振器的成本隻有晶體的一半並且尺寸較小。
缺點:同晶體相比,欠缺頻率和溫度穩定性。其精度較差,大概在1%至0.1%之間。
綜述:陶瓷諧振器的典型初始精度在0.5%至0.1%範圍內,老化或溫度變化所致的漂移可能改變這一精度範圍。廉價陶瓷諧振器的公差隻有±1.1%,較高端的汽車精度則分別為±0.25%和±0.3%。未來的應用在於汽車CAN(控製器局域網絡)總線應用,工作溫度為-40°C至+125°C。頻率為200KHZ至約1GHZ的低成本陶瓷諧振器適用於對時序要求不嚴格的嵌入係統。陶瓷器件起動較快,一般體積小於石英器件。它們也更能承受衝擊與振動。[page]
所有諧振元件對比:

晶體振蕩器【CRYSTALOSCILLATOR】
優點:晶體振蕩器信號質量好,比較穩定,而且連接方式相對簡單(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),不需要複雜的配置電路。對於時序要求敏感的應用,晶體振蕩器的性能相對較好。

缺點:相xiang對dui於yu晶jing體ti諧xie振zhen器qi,晶jing體ti振zhen蕩dang器qi的de缺que陷xian是shi其qi信xin號hao電dian平ping是shi固gu定ding的de,需xu要yao選xuan擇ze好hao合he適shi輸shu出chu電dian平ping,靈ling活huo性xing較jiao差cha,而er且qie價jia格ge高gao。另ling外wai石shi英ying振zhen蕩dang器qi要yao花hua較jiao長chang的de起qi動dong時shi間jian。
體積:晶體振蕩器相比於無源晶體通常體積較大,隨著工藝的改善,現在有的晶體振蕩器是表貼的,體積和晶體諧振器相當。
矽振蕩器
矽gui振zhen蕩dang器qi,這zhe種zhong完wan全quan集ji成cheng的de振zhen蕩dang元yuan件jian是shi最zui簡jian單dan的de時shi鍾zhong源yuan。這zhe些xie器qi件jian可ke產chan生sheng規gui定ding頻pin率lv的de方fang波bo,可ke直zhi接jie送song入ru單dan片pian機ji的de時shi鍾zhong輸shu入ru。矽gui振zhen蕩dang器qi並bing不bu依yi賴lai於yu機ji械xie共gong振zhen特te性xing來lai獲huo得de振zhen蕩dang頻pin率lv,而er是shi基ji於yu一yi個ge內nei部bu的deRC時(shi)間(jian)常(chang)數(shu)。這(zhe)樣(yang)的(de)設(she)計(ji)使(shi)矽(gui)器(qi)件(jian)對(dui)於(yu)外(wai)部(bu)機(ji)械(xie)作(zuo)用(yong)不(bu)敏(min)感(gan)。與(yu)傳(chuan)統(tong)振(zhen)蕩(dang)器(qi)不(bu)同(tong)的(de)是(shi),沒(mei)有(you)裸(luo)露(lu)在(zai)外(wai)的(de)高(gao)阻(zu)抗(kang)節(jie)點(dian),這(zhe)樣(yang)使(shi)矽(gui)振(zhen)蕩(dang)器(qi)可(ke)以(yi)承(cheng)受(shou)更(geng)大(da)的(de)濕(shi)度(du)和(he)EMI影響。矽振蕩器不需要嚴格匹配的定時元件和線路板走線。
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- e絡盟與Same Sky簽署全球分銷協議,拓展高性能元器件版圖
- 告別“偏色”煩惱:光譜傳感器如何重塑手機攝影的真實色彩
- 從“掃描”到“洞察”:Hyperlux ID iToF技術如何攻克30米測距極限
- 解鎖算力芯片的“速度密碼”:SmartDV全棧IP方案深度解析
- 發燒友福音!XMOS推出32段EQ調節與一鍵升頻功能
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索





