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晶体谐振器和晶体振荡器的优缺点分析
zkjdz2012 | 2019-07-24 09:25:49    阅读:89   发布文章

谐振器(英文Resonators)是指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。晶体谐振器常用的分为石英晶体谐振器和陶瓷谐振器。产生频率的作用,具有稳定,抗干扰性能良好的特点,广泛应用于各种电子产品中。石英晶体谐振器的频率精度要高于陶瓷谐振器,但成本也比陶瓷谐振器高。谐振器主要起频率控制的作用,所有电子产品涉及频率的发射和接收都需要谐振器。谐振器的类型按照外形可以分为直插式和贴片式两种。

陶瓷谐振器(英文CERAMIC RESONATOR)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。

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。

振荡器(英文: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。振荡器是用来产生重复电子讯号(通常是正弦波或方波)的电子元件。其构成的电路叫振荡电路。能将直流电转换为具有一定频率交流电信号输出的电子电路或装置。种类很多,按振荡激励方式可分为自激振荡器、他激振荡器;按电路结构可分为阻容振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器、音叉振荡器等;按输出波形可分为正弦波、方波、锯齿波等振荡器。广泛用于电子工业、医疗、科学研究等方面。

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。

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。

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