振荡电路相当于 MCU 的心脏,需要为 MCU 提供频率和脉冲,因此一个精准可靠的振荡电路对于 MCU 来说相当重要。

简述

振荡电路一般可以分为:LC振荡器,RC振荡器,晶体振荡器。

  • LC振荡器:LC振荡电路主要用来产生高频正弦信号,一般在1MHz以上。它与RC振荡电路的不同之处在于它由电感和电容组成。所以命名为LC振荡器。
  • RC振荡器:若用电阻,电容元件组成选频网络,就称为RC振荡器,一般用来产生1Hz-1MHz的低频信号。RC选频网络的选频作用不如LC谐振荡回路,故RC振荡器的波形和稳定度比LC振荡器差。
  • 晶体振荡器:晶体振荡器是指从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片),石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振;而在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器。其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。

根据以上三种可以设计出多种不同的电路。

晶振和振子

晶体全称叫晶体谐振器(crystal resonator),是一种谐振器,具有压电特性,不能输出信号。

晶振全称叫晶体振荡器(crystal oscillator),是一种振荡器,振荡电路由晶体、主振有源器件、主振电容等元器件组成,能够输出信号。通常我们所指晶振时往往喜欢用 crystal 其实这是不准确,而国外有的文档却喜欢用 oscillator,一般在表述时,两者其实是一个东西。

MCU 自带的内部振荡器,一般是 RCO (RC-oscillator),而外部配置的振荡电路可以是 RCO (RC-oscillator),也可以是有源晶振 XO(crystal resonator)。

使用RC振荡是电容充放电;而使用晶振振荡时,晶振也是电容性质,它比RC振荡的电流大,如果你摸过正在工作的各种晶振,会发现有些晶振发热,而RC振荡从无发热现象;这在各种单片机中都适用。相对于单片机电路,使用外部晶振更耗电一些,因为外部晶振分为无源和有源,当用有源时,功耗那是明显高的,因为有源外部晶振需要从电源吸取能量。

但使用内部晶振虽然能耗低,但晶振的稳定度和频率控制的都很差,很多都达到了 5% 以上的误差,仅作为不精准的定时简单的使用还可以,稍严格一些的场景都无法满足要求。

使用内部振荡器往往可以配置 RCO 让 MCU 获得某些/某段特定的时钟频率,灵活度更高些;而使用外部晶振的话,一般晶振频率是固定的,MCU 仅能够对该频率进行分频或者倍频。


参考链接:
http://www.eetrend.com/blog/100024294
https://zhidao.baidu.com/question/464742897.html
http://blog.csdn.net/qq_29350001/article/details/51142250
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%94%B5%E5%AD%90%E6%8C%AF%E8%8D%A1%E5%99%A8