晶振作为电子电路中的核心元件，为电路提供精确的时钟信号。有源晶振和无源晶振是两种常见的晶振类型，它们在结构、工作原理、应用场景等方面存在显著差异。本文将对这两种晶振进行深入对比，帮助读者更好地理解它们的特性和选择。

1. 结构与工作原理

• 有源晶振：

• 内部结构： 集成了振荡电路、放大电路、频率控制电路等，内部包含完整的振荡系统。

• 工作原理： 通过内部电路产生稳定的高频振荡信号，无需外部电路提供激励。

• 输出信号： 直接输出稳定的方波或正弦波信号，可直接驱动数字电路。

• 无源晶振：

• 内部结构： 主要由石英晶体组成，晶体具有压电效应，在外加电压作用下产生机械振动，反之亦然。

• 工作原理： 需要外部电路提供激励信号，使晶体产生共振，从而产生振荡信号。

• 输出信号： 输出的信号幅度较小，且不稳定，需要外部电路进行放大和整形。

2. 性能对比

3. 应用场景

• 有源晶振：

• 通信设备： 基站、路由器等

• 计算机： 主板、网卡等

• 精密仪器： 频谱仪、示波器等

• 嵌入式系统： 单片机、FPGA等

• 无源晶振：

• 消费电子产品： 手机、电视、音响等

• 汽车电子： 车载导航、汽车音响等

• 工业控制： PLC、变频器等

4. 选择建议

• 频率稳定性要求高： 选择有源晶振。

• 成本敏感： 选择无源晶振。

• 电路空间有限： 选择无源晶振。

• 对输出信号质量要求高： 选择有源晶振。

总结

有源晶振和无源晶振各有优缺点，在选择时应根据具体的应用需求综合考虑。有源晶振具有更高的频率稳定性和更方便的使用方式，但成本较高；无源晶振成本较低，但对外部电路的要求较高。

扩展内容：

• 晶振的封装形式： DIP、SMD等。

• 晶振的频率范围： 从几kHz到几十MHz不等。

• 晶振的温度稳定性： 不同晶振的温度系数不同，影响频率稳定性。

• 晶振的老化： 晶振的频率会随着时间的推移而发生微小的变化。

注意事项：

• 在设计电路时，应根据晶振的datasheet选择合适的驱动电路和负载电容。

• 晶振对电路板布局和布线要求较高，不正确的布局布线会影响晶振的性能。

• 在高温或高湿环境下使用晶振时，应考虑温度补偿和密封措施。