有源晶振Clock Oscillator比無源晶振輸出信號質量好,穩定度高,不受外部電路影響,內部有獨立的起振芯片。
KOAN時鐘晶振分為四個大類:
KS系列:普通時鐘晶振,方波輸出;
KD系列:差分晶振,LVDS, HCSL等輸出;
KJ系列:低抖動晶振
KM系列:擴頻晶振
時鐘振蕩器有貼片SMD和直插DIP兩種封裝。尺寸有多種選擇:

引腳有4/6/8個。通常CMOS輸出晶振有4/6個引腳。差分輸出晶振有6/8個引腳。具體詳見《有源晶振引腳定義和接法》。
晶振最基本的參數就是頻率,輸出信號的周期,頻率經常以Hz為單位,每秒包含的周期數。CMOS輸出頻率最高可達到245MHz;LVDS輸出頻率最高達到2.1GHz;HCSL頻率最高可達到700MHz。
*KOAN型號命名小技巧:KS系列中如果后面加兩位數字,例如KS50,則表示為MHz/GHz頻率晶振;如果加四位數字,例如KS5032,則表示為KHz頻率晶振。如下圖:


電壓以伏特為單位,是振蕩器所需要的輸入電源。電源電壓通過VDD/Supply Voltage引腳供電。一般電壓有1.8V/2.5V/3.3V. 差分晶振的電壓一般為2.5V/3.3V. 管腳圖如下,四腳為電壓端。

時鐘晶振的常見輸出波形有分為單端和差分。單端有CMOS/TTL輸出,輸出功率大,驅動能力強,主要應用在數字通信系統時鐘上,用來驅動計數電路。另外差分輸出有LVDS HCSL等,其特點為電路速度快,驅動能力小,噪聲小,高頻,但是功耗大。根據應用領域和需求選擇輸出波形,詳見《晶振輸出波形的的選擇》。下圖是方波晶振的測試數據截圖:

頻率穩定性是晶振的基本性能參數,單位為ppm,含義是百萬分率Part per millon。調整頻差指的是在常溫25℃下頻率穩定性,一般為±5ppm~±30ppm。ppm值越低,說明穩定度高。
溫度范圍是元器件可以工作的環境溫度,例如KS50分為5個溫度范圍。-20~70℃屬于普通級;-40~85℃屬于工業級;-55~125℃屬于寬溫產品,軍工級別。

在不同的溫度范圍內,頻率變化量用ppm/ppb表示。ppm含義為parts per million;ppb含義為parts per billion。溫度頻差表示外部條件導致輸出頻率和理想頻率的偏差。
振蕩器的最大工作電流,一般為μA或者mA為單位。
晶振的短期頻率穩定度由噪聲引起導致的頻率不穩定。其中,電噪聲是根本原因。電噪聲包括熱噪聲,散彈噪聲,以及閃變噪聲。導體的無規律熱運動帶來熱噪聲。從頻域來看,對應的參數是相位噪聲(Phase Noise);從時域來看,對應的參數是抖動(Jitter)。時間和頻域之間的關系互為倒數Time=1/Frequency。

頻率隨著時間的定向漂移,也稱為老化。老化在學術界被認為是‘質量遷移’和‘應力馳豫’這兩個原因產生的。詳見《晶振的老化率》。

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