晶振的作用是什么？

时间： 2024-02-20 来源：东芯恒科官网

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晶振原厂商：晶振在应用中的具体作用，微控制器的时钟源可以分为两类：基于机械谐振器件的时钟源，如晶体振荡器和陶瓷谐振储能电路；RC(电阻、电容)振荡器，一种是皮尔斯振荡器配置，适用于晶体振荡器和陶瓷谐振回路，另一种是简单的分立RC振荡器。

图 1

基于晶体振荡器和陶瓷谐振电路的振荡器通常可以提供非常高的初始精度和低温度系数，RC振荡器可以快速启动且成本相对较低，但其精度通常在整个温度和工作电源电压范围内较差，该范围将在标称输出频率的5%至50%之间变化。然而，其性能受环境条件和电路元件选择的影响。振荡器电路的元件选择和电路板布局应引起重视，在使用时，陶瓷谐振回路电路和相应的负载电容根据特定的逻辑级数进行优化。

晶振原厂商温馨提示，高Q值的晶振对放大器的选择并不敏感，但过驱动时容易造成频率漂移(甚至损坏)。影响振荡器运行的环境因素包括：电磁干扰(EMI)、机械震动和冲击、湿度和温度。这些因素会增加输出频率的变化，增加不稳定性，在某些情况下，会导致振荡器停止振动。使用振荡器模块可以避免上述大部分问题。这些模块有自己的振荡器，提供低阻方波输出，可以保证在一定条件下工作。常用的两种类型是晶体振荡器模块和集成RC振荡器(硅振荡器)，晶体振荡器模块提供与分立晶体振荡器相同的精度。硅振荡器的精度高于分立RC振荡器，在大多数情况下可以提供与陶瓷谐振回路相同的精度。

晶振原厂商温馨提示，选择晶振时，还应考虑功耗。分立振荡器的功耗主要由反馈放大器的电源电流和电路内部的电容值决定。CMOS放大器的功耗与工作频率成正比，可以用功耗电容来表示。晶振原厂商温馨提示，比如HC04逆变器门电路的功耗电容为90pF，相当于在4MHz，5V电源下工作时，电源电流为1.8mA。带20pF晶体负载电容，整个电源电流为2.2mA，一般陶瓷储能电路的负载电容较大，相应需要的电流也较大。相比之下，晶振模块一般需要10mA~60mA的电源电流。硅振荡器的电源电流取决于其类型和功能，范围从低频(固定)器件的几微安到可编程器件的几毫安，一个低功耗的硅振荡器，如MAX7375，工作在4MHz时需要的电流不到2mA，在具体应用中优化时钟源需要综合考虑以下因素：精度、成本、功耗和环境要求。

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