谐振器和振荡器的区别

时间:2023-03-08作者:佚名
晶体谐振器是无源器件,不需要电源。晶体振荡器是有源器件,需要电源,且晶体振荡器的电路中最重要的元件就是晶体谐振器。将晶体谐振器加外部振荡电路、放大电路、滤波电路等等即为晶体振荡器。
在以前,时常会把谐振器和振荡器搞混。经历了一些时间的对比,大概整理一下。我们习惯称晶振,这个讲法其实很模糊。这里把有源的称为振荡器,无源的称为谐振器。
谐振器【RESONATOR】
产生谐振频率的电子元件,它是典型的无源器件,需要外围电路驱动其工作,产生时钟输出。
振荡器【OSCILLATOR】
是一种能量转换装置——将直流电能转换为具有一定频率的交流电能,其构成的电路叫振荡电路, 振荡器是有源器件,振荡器比谐振器多了一个控制电路。

谐振器和振荡器的区别
图中从左到右依次为:晶体谐振器,陶瓷谐振器,晶体振荡器,硅振荡器。
晶体谐振器【QUARTZ CRYSTAL UNITS】【CRYSTAL】
石英晶体俗称水晶,成分SIO2,是重要的压电材料,其主要特征是其原子或分子有规律排列,反映在宏观上是外形的对称性。在电场的作用下,晶体内部产生应力而形变,从而产生机械振动,获得特定的频率,利用它的这种逆压电效应特性来制造石英晶体谐振器。石英由于具备天然的高品质因子“Q”,这使得晶体能在整个工作温度和电压范围内都保持很高的精确度和频率稳定性。
优点:信号电平是可变的,也就是说是根据起振电路来决定的,同样的晶体可以适用于多种电压,可用于多种不同时钟信号电压要求的片子,而且价格通常也较低。晶体谐振器的精度为1PPM(百万分之一)至100PPM。

谐振器和振荡器的区别
缺点:晶体谐振器是有2个引脚的无极性元件,需要借助于时钟电路才能产生振荡信号,自身无法振荡起来。晶体谐振器相对于晶体振荡器而言其缺陷是信号质量较差,通常需要精确匹配外围电路(用于信号匹配的电容、电感、电阻等),更换不同频率的晶体时周边配置电路需要做相应的调整。
晶体谐振器有一些等效参数,不同的使用环境可能会有不同的要求,选用时还要考虑环境温度、负载电容、频率精度等要求,这就要求外围振荡电路的参数要加一些控制才能输出稳定的频率。
陶瓷谐振器【CERAMIC RESONATOR】
陶瓷谐振器是一种用于在特定频率产生振荡的压电式陶瓷设备。制造这种设备所用的材料在生产过程期间会激发谐振特性。由于这种谐振特性是处于生产误差范围内的,并且它的品质因数远远低于石英的品质因数,因此陶瓷谐振器所能提供的频率稳定性不如晶体谐振器。通常陶瓷谐振器用于对成本较低且对性能要求不高的场合。

谐振器和振荡器的区别
优点:同晶体相比,陶瓷谐振器的成本只有晶体的一半并且尺寸较小。
缺点:同晶体相比,欠缺频率和温度稳定性。其精度较差,大概在1%至0.1%之间。
综述:陶瓷谐振器的典型初始精度在0.5%至0.1%范围内,老化或温度变化所致的漂移可能改变这一精度范围。廉价陶瓷谐振器的公差只有±1.1%,较高端的汽车精度则分别为±0.25%和±0.3%。未来的应用在于汽车CAN(控制器局域网络)总线应用,工作温度为-40°C至 125°C。频率为200 KHZ至约1 GHZ的低成本陶瓷谐振器适用于对时序要求不严格的嵌入系统。陶瓷器件起动较快,一般体积小于石英器件。它们也更能承受冲击与振动。 所有谐振元件对比:

谐振器和振荡器的区别
晶体振荡器【CRYSTAL OSCILLATOR】
晶体振荡器的振荡频率受石英晶体控制,它是典型的有源器件,自身就有内置电路,提供较稳定的时钟输出。晶体振荡器一般有4只引脚,1-NC 、2-GND 、3-OUT、 4-VCC,它是一个完整的振荡器,其中除了石英晶体外,还有晶体管和阻容元件。
优点:晶体振荡器信号质量好,比较稳定,而且连接方式相对简单(主要是做好电源滤波,通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络,输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可),不需要复杂的配置电路。对于时序要求敏感的应用,晶体振荡器的性能相对较好。
缺点:相对于晶体谐振器,晶体振荡器的缺陷是其信号电平是固定的,需要选择好合适输出电平,灵活性较差,而且价格高。另外石英振荡器要花较长的起动时间。
体积:晶体振荡器相比于无源晶体通常体积较大,随着工艺的改善,现在有的晶体振荡器是表贴的,体积和晶体谐振器相当。
硅振荡器
硅振荡器,这种完全集成的振荡元件是最简单的时钟源。这些器件可产生规定频率的方波,可直接送入单片机的时钟输入。硅振荡器并不依赖于机械共振特性来获得振荡频率,而是基于一个内部的RC时间常数。这样的设计使硅器件对于外部机械作用不敏感。与传统振荡器不同的是,没有裸露在外的高阻抗节点,这样使硅振荡器可以承受更大的湿度和EMI影响。硅振荡器不需要严格匹配的定时元件和线路板走线。
补注:品质因子也称为“Q”,是指谐振器中存储的能量和消耗的能量之比,也定义为系统在谐振频率时电抗和串联电阻之比。

相关阅读

交流铁芯线圈的二种损耗:磁滞损耗与涡流损耗

有关交流铁芯线圈的损耗的小知识,磁损耗是铁芯的交变磁化引起的功率损耗,分为磁滞损耗与涡流损耗二种,以下介绍了交流铁芯线圈损耗的产生原因,与电工之友小编一起来看下。...
2023-06-26

这根线是画蛇添足,还是锦上添花?

上篇图文分享“这根线是画蛇添足,还是锦上添花?”受到各位电友的回复: 电工师傅在查看设备时,偶然间看到了这样一张图片。,心中不禁产生疑惑。它究竟是画蛇添足的多余...
2024-08-12
这根线是画蛇添足,还是锦上添花?

老电工私藏:电气故障诊断五步法,照着查,再复杂的故障也能快速搞定!

干电工这行,天天跟电气故障打交道,小到线路跳闸、电机不转,大到设备停机、电路烧毁,每一次故障排查,都是对技术和经验的考验。 很多新手兄弟遇到故障就慌神,东查西摸找不到头绪,不...
2026-04-13
老电工私藏:电气故障诊断五步法,照着查,再复杂的故障也能快速搞定!

旋转编码器的零位

旋转编码器是一种光电式旋转测量装置,它将被测的角位移直接转换成数字信号(高速脉冲信号),主要应用于机床、电梯 、伺服电机 配套、纺织机械、包装机械、印刷机械、起重机...
2023-03-21
旋转编码器的零位

电网低频率的危害性

正常运行的电网频率,规定上下波动不得超过±0.2Hz。 我国电力 工业部颁规程规定: 频率低于49.5Hz运行的时间不能超过60min。 频率低于49.0Hz运行的时间不能超过30min。 正常运行的电...
2023-03-21

热销商品

广东珠江电线电缆阻燃国标定制BYJBV BVR YJV YJY RVV RVS RV KVV

广东珠江电线电缆,专注于阻燃国标定制,产品涵盖BYJBVBVRYJVYJYRVVRVSRVKVV等多种规格。我们采用先进生产技术,严格遵循国家标准,确保产品质量可靠、性能稳定。产品适...
¥ 1

可换头防静电塑胶镊子ESD-7A/242/249/259防划伤夹IC硅晶片陶瓷头

ESD-7A/242/249/259是一款专为半导体行业设计的防静电塑胶镊子,有效防止静电对敏感电子元件的损害。其独特之处在于可更换的镊子头,包括专为夹持IC硅晶片和陶瓷元件...
¥ 2

公牛官方旗舰店开关插座空调16A插座五孔10A面板暗装多孔G12白灰

公牛官方旗舰店提供一系列高质量的开关插座和空调配件。这款16A插座五孔面板采用暗装设计,适用于多种安装环境,如墙面、天花板等。它具有10A的电流容量,可以满足家庭...
¥ 5.55

86型开关超薄自粘贴式防水罩浴霸开关家用防水盒浴室插座防溅盒子

86型开关超薄自粘贴式防水罩浴霸开关,是一种专为家用浴室设计的创新产品。其采用超薄设计,无需复杂布线,自粘贴式安装方式简洁高效,有效节省空间。防水罩有效阻挡水汽...
¥ 3.9

L型套筒扳手铣口烟斗双头弯头7字穿孔机修六角汽修轮胎工具6-19mm

L型套筒扳手是一款常用于工业领域的多功能工具,具备双头设计,可高效完成铣口、烟斗等多种工件孔位加工,适用六角汽修、轮胎等场景。其套筒尺寸为6-19mm,精准适配各类...
¥ 3.5

网站栏目