发布时间：2025-11-26 阅读量：1365 来源: 发布人: suii
无源晶振与有源晶振是电子系统中两种根本性的时钟元件，其核心区别在于是否内置振荡电路。无源晶振自身无法起振，必须依赖外部电路提供激励并匹配精准的负载电容才能正常工作。而有源晶振是一个完整的独立模块，只需提供电源即可输出稳定的时钟信号。晶振结构上的本质差异，直接决定了两者在应用场景、设计复杂度和成本上的不同。
一、基本定义
无源晶振（Crystal，晶体谐振器）
结构：仅包含石英晶体，无内置振荡电路。
工作原理：依赖外部电路（如MCU的振荡器）驱动，通过机械振动产生谐振频率。
有源晶振（Oscillator，晶体振荡器）
结构：集成石英晶体 + 振荡电路 + 输出驱动，直接输出方波/正弦波信号。
工作原理：内置振荡器，仅需供电即可独立工作。
二、核心区别对比
三、应用场景
1. 无源晶振的典型应用
低成本消费电子：如蓝牙耳机、遥控器（MCU主频≤100MHz）。
嵌入式系统：STM32、ESP32等MCU的时钟源（需配置负载电容）。
负载电容公式：
C_load = (C1 × C2) / (C1 + C2) + C_stray （C_stray为PCB寄生电容，通常3pF~5pF）
2. 有源晶振的典型应用
高频与高精度场景：
通信设备（5G基站、光模块，频率≥100MHz）。
精密仪器（原子钟同步，TCXO/OCXO温补晶振）。
复杂环境：工业控制（抗振动、宽温-40℃~+125℃）。
直接驱动：FPGA全局时钟、高速SerDes接口（如25Gbps以太网）。
四、选型关键点
1. 无源晶振选型
2. 有源晶振选型
RTC（实时时钟）电路广泛采用音叉型32.768kHz晶振作为时基源，但其频率稳定性对温度变化极为敏感。温度偏离常温基准（通常为25℃）时，频率会产生显著漂移，且偏离越远漂移越大。
有源晶振作为晶振的核心类别，凭借其内部集成振荡电路的独特设计，无需依赖外部电路即可独立工作，在电子设备中扮演着关键角色。本文将系统解析有源晶振的核心参数、电路设计及引脚接法，重点阐述其频率稳定度、老化率等关键指标，并结合实际电路图与引脚定义，帮助大家全面掌握有源晶振的应用要点，避免因接线错误导致器件失效。
晶振老化是影响其长期频率稳定性的核心因素，主要表现为输出频率随时间的缓慢漂移。无论是晶体谐振器还是晶体振荡器，在生产过程中均需经过针对性的防老化处理，但二者的工艺路径与耗时存在显著差异。
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