晶振输出波形:正弦波和方波

晶振输出波形主要有正弦波(Sine wave)和方波(Cmos)两种。

正弦波晶振

振荡电路的自然输出信号是正弦波,仅包含一个基频,不存在谐波。正弦波输出非常适合低相噪的应用。正弦波的输出是一个连续且光滑的波形,其频率稳定,适用于一些对波形质量和频率稳定性要求较高的应用,如一些射频应用和精密测量仪器。

方波晶振

方波是由高电平和低电平两个离散状态交替组成的波形。方波晶振通常用于数字电路和计数器等应用,其输出波形包含丰富的谐波。

晶体谐振器(无源晶振)输出波形为正弦波,晶体振荡器(有源晶振)输出波形通常为方波。其实有源晶振本身输出也是正弦波,但是当它内部增加了整形电路后,其输出就变成了方波。方波输出是数字电路中最常用的输出类型,而正弦波输出的有源晶振应用也存在,只是较少,如晶诺威科技生产的TCXO-DIP8和TCXO-DIP14系列输出波形有方波和正弦波两种输出波形可定制。

晶振输出波形:正弦波和方波

(正弦波)

 

晶振输出波形:正弦波和方波

(方波)

通常,方波输出功率大,驱动能力强,但谐波分量丰富;正弦波输出功率不如方波,但其谐波分量小很多。正弦波晶振通常应用于射频领域,以提供准确的频率和较低的谐波要求。而方波晶振则更适用于数字系统和计数器等场合,其具备高频率的稳定性,符合数字电路的需求。

晶振输出波形:正弦波和方波

TTL(Transistor-Transistor Logic)

Vcc:5V;VOH>=2.4V;VOL<=0.5V;VIH>=2V;VIL<=0.8V。因为2.4V与5V之间有很大空闲,对改善噪声容限没好处,会增大系统功耗,并影响速度,所以后来出现LVTTL(Low Voltage TTL)。在晶振产品中,LVTTL分为3.3V、2.5V,其中以3.3V为主。

3.3V LVTTL:

Vcc:3.3V;VOH>=2.4V;VOL<=0.4V;VIH>=2V;VIL<=0.8V。

2.5V LVTTL:

Vcc:2.5V;VOH>=2.0V;VOL<=0.2V;VIH>=1.7V;VIL<=0.7V。

使用TTL电平时输出过冲会比较严重。

CMOS

Vcc:5V;VOH>=4.45V;VOL<=0.5V;VIH>=3.5V;VIL<=1.5V。

注:CMOS相对TTL有了更大的噪声容限,输入阻抗远大于TTL输入阻抗。对应3.3V LVTTL,出现了LVCMOS,可以与3.3V的LVTTL直接相互驱动。

※晶振知识

在电子学上,通常将含有晶体管元件的电路称作“有源电路”(如有源音箱、有源滤波器等),而仅由阻容元件组成的电路称作“无源电路”。电脑中的晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。无源晶振与有源晶振的英文名称不同,无源晶振为Crystal(晶体),而有源晶振则叫做Oscillator(振荡器)。无源晶振是有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;有源晶振有4只引脚,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。

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