有源晶振选型指南：常规有源、温补晶振与差分晶振的比较与选择

 

在电子线路中，晶体振荡器作为提供稳定时钟信号的核心组件，其选型对于整个系统的性能和稳定性至关重要。有源晶振作为其中的一种类型，具有广泛的应用领域。本文将分别从常规有源晶振、温补晶振和差分晶振三个方面进行介绍，为您提供选型指南。

 

 

 

常规有源晶振OSC

常规有源晶振是一种完整的振荡器，内部包含石英晶体、晶体管和阻容元件等。与无源晶振相比，有源晶振无需外部时钟电路即可产生稳定的振荡信号，且信号质量较高、稳定性好。此外，有源晶振的连接方式相对简单，通常只需做好电源滤波和输出信号的小阻值电阻过滤即可。常用于充电桩、拼接屏、摄像机等。

在选择常规有源晶振时，需要注意以下几点：

频率范围：常规有源晶振的频率范围很广，可以做到1.000~200.000MHZ、32.768KHZ（用于实时时钟）的范围，是目前市场使用最多的有源晶振，因为内部集成IC频率可以定制小数点后六位的频率，比如33.3333MHZ等不常规的频率，而且打样周期快，交付时间短。客户可以根据应用需求大胆的选择频率范围，华昕晶振能够满足各类电子系统的时钟信号要求。

 

 

 

工作电压：目前的工作电压一般都是1.8V~3.3V兼容通用，即MCU供电1.8V晶振工作，MCU供电3.3V晶振同样工作。还有5V电压的也是可以轻松做到的。具体根据客户电路系统的要求。

 

 

稳定性：在工作温度范围内，总频差达到±20PPM；启动时间低至3ms。

 

温补晶振TCXO

温补晶振，即温度补偿晶体振荡器，通过一定的补偿方式，如电容补偿、热敏电阻网络补偿等，保持晶体振荡器的输出频率在一定的精度范围内。温补晶振具有开机特性好、功耗低、频率-温度稳定性高等特点，广泛应用于通信、导航、雷达等领域。

 

在选择温补晶振时，需要注意以下几点：

 

 

体积与封装：2520/3225封装尺寸是目前最常用的，而且目前厂家成熟开发的频率并不像常规有源晶振那么多，主要集中在25M、26M、32M等用于GPS定位系统的。

 

 

频率稳定性：通常是±0.5ppm，并且在工作温度范围内的频率变化非常小，温频范围达到±1.5ppm。所以根据实际的应用需求选择合适的频率稳定性指标，才能保证晶振在不同温度下的频率偏移在允许范围内。

 

 

 

差分晶振Dif OSC

差分晶振采用两个晶体振荡器相互引入的频率差作为差分输出，具有更高的抗干扰性和抗噪声性能。差分晶振常用于高精度时钟应用，如通信设备、数据存储器和精密仪器等。
 

在选择差分晶振时，需要注意以下几点：

 

 

 

输出波形：LVDS、LVPECL和HCSL是三种常见的时钟逻辑类型，LVDS是一种低电压差分信号技术，以其低功耗、低误码率、低串扰和低辐射等优点著称；LVPECL是低压正发射极耦合逻辑，使用3.3V或2.5V电源，具有较宽的传输线阻抗适应范围；而HCSL则是高速CMOS逻辑，其特点在于功耗较低，但速度相对较慢。相位噪声：考虑差分晶振的相位噪声指标，选择低相位噪声的晶振，以提高时钟信号的稳定性。抖动性能：抖动是衡量时钟信号稳定性的重要指标，选择抖动性能优异的差分晶振，有助于提高系统的性能和稳定性。

 

综上所述，在选择有源晶振时，需要根据应用需求、工作环境和性能指标等多方面因素进行综合考虑。常规有源晶振适用于一般应用场景，温补晶振适用于对频率稳定性要求较高的场合，而差分晶振则适用于高精度时钟应用。通过合理的选型，可以确保系统的稳定性和性能得到充分发挥。