03.03 为什么有些IC外围电路要加晶振有些又不用加?

电子电路设计


为什么有些lC外围电路要加晶振有些又不用加?

答;首先我们得先了解什么是IC,IC是集成电路的英文 integrated circuit的缩写。而集成电路根据它在电路功能来分,它又可分为数字电路和模拟集成电路两大类。 晶振是晶体振荡器的缩写。

它细分为石英晶体振荡器和陶瓷谐振器两类。 石英晶振是高精度和高稳定度的振荡器件,其结构外金属封装。其实物如下图所示。


而陶瓷谐振器件的结构、工作原理、特性、等效电路与应用范围,均与石英晶振类似。但是陶瓷片的性能不如石英为基材的石英晶振好,所以在要求较高(主要是指频率精度和稳定性这两个参数)的电路之中通常不推荐采用陶瓷谐振器、而必须使用石英晶振器件。元件实物图见下图所示。


陶瓷谐振器主要被选用为 中频调谐、选预网络、鉴频器等。如电视机中选用6.5MHz陶瓷滤波器来衰减0~6MHz视频信号,而提取6.5MHz伴音中频信号。465kHz滤波器则用于电视机或一些要求不太高的遥控器上面。

而石英晶振(二氧化硅结晶体)是利用它的压电效应而制成的一种谐振器件。在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络。它为有源器件,就是说它要工作,必须在它的两端加上电压,这样它会由电压而产生机械变形,而变形的同时,它又会产生相应方向相反的电场,如此周而复始。

所以石英晶振常用于计算机、单片机等要求很高的电路中。

下面就提主提出的问题作一答复。请看下图所示a、b图例。


以上图为例来说lC外围电路有的加晶振有些不用。 图中a为皮尔斯振荡配置,用于机械式谐振器件,例如晶振和陶瓷谐振器两种类形,属技术参数要求很高的lC集成电路。

图b为一简单的RC反馈振荡器,而它是由一只电阻和一只电容器组成。而它也具有振荡速度快,成本非常低,也便于埋设于厚膜lC集成电路制作中。但它在整个集成电路,宜受温度和工作电源电压范围内精度较差,会在标称输出频率的5%~50%范围内变化。所以它是只能对频率要求的普通lC集成电路中。这就是提出的问题的答案。

希望对提问者有一点帮助 。

知足常乐2018.3.24于上海


知足常乐0724


需要时序控制的芯片(时序逻辑芯片)就需要一个时钟源,这个时钟源相当于人的心脏跳动,时序逻辑芯片的每一个执行步骤就是按这个时钟源来执行的,比如计数器,单片机,DSP等等,而类似与,或,非,加,减等组合逻辑则不需要。

有些时序逻辑芯片(如单片机)外面没有接晶振,是因为里面集成了RC时钟源(晶振不可能被集成),在要求不高的场合也可以用,换言之,对于时序逻辑芯片,时钟源总是需要的😄😄


电子制作站


首先我们要明白晶振的作用是什么?

晶振是可以提供给IC所需要的时钟的,明白了这个道理,就知道为什么有些IC外围电路需要加晶振,而有些不需要加晶振了。

一、需要在时钟作用下才能正常工作的芯片,那是必须要有晶振的,否则就不需要,

二、 有些IC内部已经集成了晶振所以可以不必在外电路加晶振

三、如果有振荡器提供时钟信号,那么就不需要晶振了,


老马识途单片机


芯片内部做晶振较困难,那种简单的RC振荡做进去显然频率不稳定,如果内部得不到稳定的时钟,串行通信没法正常进行,甚至MCU都没法工作。以stm32为例,内部有HSI的振荡器,好几兆赫兹,经过锁相环倍频分频得到工作主频。你说没有外部晶振可以工作么,的确可以,复位后默认就是HSI,启动时可以不切换到外部晶振时钟HSE,也能正常执行程序,就是没外部晶振稳定,绝大部分还是要加上外部晶振的。当然对于内部没有时钟源的MCU,外接晶振就是不可或缺的了。


just_仰望星空


这和IC分类、用途、还有工作的性质等都有关系。像一些由模拟电路构成的放大电路,比较电路是不需要加晶振就能工作的,例如一些功放块IC,运放IC就是这样的。

有一些有模拟或数字电路构成的震荡IC和一些门及非门IC,在工作时也是需要外加震荡元件支持的,但这样的工作电路对IC形成的频率要求不是太高,就外加阻容震荡来完成了,没有加晶振,当然用晶振来代替阻容震荡也是可以的。

在后来生产出来的数字IC基本都设置了时钟电路在内,工作的时候需要比较精确的频率,必须通过外加晶振来达到目的。像单片机IC,也有一些块头大IC把晶振放到了IC的内部,但数量不多。


超级豆的世界


一般还是根据芯片自身功能及电路特点来定,如果有需要遥控信号等的处理,需要把信号加载在晶振产生的基频上后发射或接收,有的芯片内部自带晶振,有的芯片对应其他功能,无需外接其他晶振,具体的可以参考IC插脚功能定义进行外围电路的晶振有无选择。


祥云与蓝天


IC指的是集成电路,晶振是产生时钟信号的元件,不是所有的IC都需要时钟信号,所以不是所有的IC都需要晶振。需要时钟信号的IC,有内置时钟发生器的就不需要外部加晶振了,但是IC内置时钟发生器精确度没有外置晶振高,所以对时钟精度要求高的IC,都需要外置晶振。


陈仙7


用晶振的目的是为了产生频率稳定的脉冲周期信号,需要用到脉冲周期信号的主要是时序逻辑电路,时序逻辑电路只是电子电路的一部分应用,如果是非时序逻辑电路,这种信号反而会给电路引入干扰。


爱旅行的秃鹫


对不起,我没有这方面的专业知识,帮不到你了,希望会有这方面知识的人能够给你解答


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