有源晶振CMOS输出波形简介

晶振只是一个统称,它分为无源晶振和有源晶振两大类,而这两大类又可按性能细分,如有源晶振,按性能可分为温补晶振(TCXO)、压控晶振(VCXO)、压控温补晶振(VC-TCXO)、恒温晶振(OCXO),普通有源晶振(SPXO),普通有源晶振输出方式多数为CMOS。有源晶振CMOS波形是方波输出最为常见的一种。

有源晶振CMOS输出波形简介

CMOS反相器初始通过反馈电阻R1偏置到其工作区域的中间。这确保了逆变器的Q点处于高增益区域。这里使用一个1MΩ值的电阻,但只要1MΩ以上,它的值并不重要。附加的反相器用于将振荡器的输出缓冲到连接的负载。

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逆变器提供180 °的相移,并且晶振电容器网络需要额外的180 °振荡。CMOS晶体振荡器的优势在于它始终会自动重新调整以保持振荡的360 °相移。

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与之前产生正弦输出波形的基于晶体管的晶体振荡器不同,由于CMOS反相器振荡器使用数字逻辑门,输出是在HIGH和LOW之间振荡的方波。当然,最大工作频率取决于所用逻辑门的开关特性。

实际上,所有微处理器,微控制器,GPU和CPU通常都使用石英晶体振荡器作为其频率确定装置来产生其时钟波形。正如我们所知,与电阻电容相比,石英晶体振荡器提供最高的精度和频率稳定性( RC)或电感电容(LC)振荡器。

CPU时钟决定处理器运行和处理数据的速度,微处理器,时钟速度为1MHz的GPU或微控制器意味着它可以在每个时钟周期内以每秒100万次的速度处理数据。

大多数微处理器,微控制器和GPU都有两个标记为OSC1和OSC2的振荡器引脚,用于连接外部晶振电路—标准RC振荡器网络。在这种类型的微处理器应用中,石英晶体振荡器产生一系列连续的方波脉冲,其基本频率取决于晶振本身标配输出频率。这个基本频率调节控制处理器设备的指令程序,例如,主时钟和系统时序。

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石英晶体振荡器因本身具备了低电源电压,并多种电压可选择等多种功能,被广泛的应用于各行业领域中,如消费类电子、汽车电子、智能终端、信息通讯、航空航天、智能医疗、安防监控、工业自动化、物联网等众多领域之中。

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