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一、晶振的用途
1.作为时钟参考源 在数字电路中,晶振的基本作用是提供一个时序控制的标准时刻。数字电路的工作是根据电路设计,在某个时刻专门完成特定的任务,如果没有一个时序控制的标准时刻,整个数字电路就会逻辑错乱,任何指令无法进行。 晶振则为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振,而通过电子调整频率的方法可以保持同步。 2.提供基准频率 晶振具有非常好的频率稳定性和抗外界干扰的能力,通过基准频率来控制电路中的频率准确性。 同时,它还是时钟电路中最重要的部件,比如向显卡、网卡、WIFI模组、蓝牙模组、GPS等配件的各部分提供基准频率,就像一把标尺。因为工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定,比如发生显卡不显彩,网卡不联网,网络掉线等不良现象。 3.用于驱动芯片 晶振之所以能当为频率元器件,是基于它的压电效应特性: 在晶片的两个极上加一电场,会使晶体产生机械变形;在石英晶片上加上交变电压,晶体就会产生机械振动,同时机械变形振动又会产生交变电场,虽然这种交变电场的电压极其微弱,但其振动频率是十分稳定的。当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(由晶片的尺寸和形状决定)相等时,机械振动的幅度将急剧增加,这种现象称为“压电谐振”。 时钟芯片是以输入频率信号做基础,再依此作除频、倍频、PLL等,产生出芯片与PCB板各部分所需的频率。它的输出频率稳定程度是由输入频率决定的。因此,时钟芯片要想获取到精确、稳定的输出,就需要精确、稳定的输入,这就需要用到晶振。晶振的品质及与外接电容的匹配关系则直接决定了晶振的工作状态。 二、有源晶振 有源晶振(简称晶振)一般是4个脚的封装 其中有两个是电源引脚,另一个是振荡信号输出引脚,剩下一个是悬空的。信号输出引脚可以直接输出给单片机。 三、无源晶振 无源晶振需要专门的时钟电路和起振电容配合才能输出时钟信号 常用电路搭建 以STM32单片机为例,其OSC_IN和OSC_OUT是外部时钟源HSE的输入引脚,STM32的HSE时钟可以使用晶体或者晶振提供时钟源: |
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