有源晶振输出负载及晶振驱动电路详解

有源晶振输出负载及晶振驱动电路介绍如下：

正弦波：负载50欧姆或1k欧姆

准正弦波：10K欧姆并联10PF电容

方波：N个TTL负载或N个PF电容

此外还有差分输出PECL、LVDS等高频（100MHz以上）常用的，实际使用中晶振的输出个别用于驱动以下电路形式：同轴电缆类的长线输出与滤波器类的电路的输出。这两种电路个别适用于50欧姆的负载，这是因为以上两种电路个别需要50欧姆负载作匹配，在射频领域还有75欧姆、300欧姆等特性阻抗，需要时要加以说明。此类的输出波形最适宜的为正弦波，正弦波经过长线传输后波形只是幅度有所衰减，波形并不会有畸变。

1、门电路的输入

要驱动门电路，须要讲究高电平、低电平、占空比、上升沿、下降沿等指标，否则难以顺利驱动。因而方波是最适宜的波形。门电路也有TTL和CMOS门的区分，但目前主流的电路都实现了TTL/CMOS的兼容，作为高阻抗的输入，其输入的电阻成分阻值很大，但具备肯定的容性阻抗。

例如典范的74HC04与非门的输入阻抗约为3.5PF（有时候晶振输出不止驱动一个门，因而方波负载通常为15PF，这样能够驱动3~4个门，有种高驱动才能的重负载为30PF，能够驱动更多个门）。当然，也有为低功耗电路应用而专门设计的低负载（10PF）晶体振荡器。

2、代替晶体谐振器作为振荡电路的输入

在很多电子芯片中都能够直接使用晶体谐振器做为时钟脉冲产生器，假如要求更高质量的时钟，也会用到晶体振荡器。

例如常用的单片机AT89C51，其管脚XTAL1和XTAL2本是用来接晶体谐振器的（另外须要2个电容），假如用来接晶体振荡器：分析其内部电路可知，XTAL1脚为其内部振荡电路的输入端，输入阻抗很高，放大倍数很大，因而较小的波形就能够使其触发工作（峰峰值100mV~1V），特别适宜于准正弦波的驱动。

正弦波输出的晶振也能够对其驱动，但需要在输入端加阻抗匹配电阻，对晶振的输出也是一种浪费。方波输出的晶振也能够对其驱动，但因方波输出幅度太大，存在过分驱动的嫌疑，过分驱动的害处就是会使时钟电路的噪声变大，假如对噪声不敏感，也能够这样用。

方波输出的晶振最好接入XTAL2管脚，XTAL2管脚是门电路输入和输出的并联，其输入阻抗较低，须要的驱动电平较大（至少要达到TTL电平低电平小于0.4V，高电平大于2.4V的规范）。用正弦波或准正弦波须要其带负载时峰峰值达到2V以上才能够。

说明：接晶体振荡器时，管脚上的2个电容个别是不需要的。

3、三极管、高速运放电路的输入

有时候用户为实现整形、放大等目标，用三极管、高速运放对晶振波形进行处理，这种状况下负载阻抗个别不是太重，用正弦波的波形最为适宜。须要提供负载、波形幅度等参数。

4、对EMI、频率干扰有特别要求的电路

这种电路要求输出的高次谐波成分很小，因而不论驱动的是什么电路，都以正弦波（Sine wave）为最好。

方波输出分为：TTL电平和CMOS电平

TTL电平输入低电平《=0.8V，高电平》=2.0V;输出低电平《0.4V，高电平》2.4V，最大低电平和最小高电平之间是无效电压。

CMOS电平输入低电平《0.3Vcc，输入高电平》0.7Vcc，输出低电平《0.1Vcc（接近于0），输出高电平》0.9Vcc（接近于电源电压）。