无源晶振crystal和有源晶振oscillator的区别

晶振从材质上可以分为石英晶振和陶瓷晶振两大类，而从属性上可以分为无源晶振（crystal，晶体）和有源晶振（oscillator，振荡器）。石英晶振和陶瓷晶振从外观上非常利于区分，毕竟也是两种完全不一样的材质。而无源晶振和有源晶振有时候让人傻傻分不清。

1 晶振的用途

作为时钟参考源

在数字电路中，晶振的基本作用是提供一个时序控制的标准时刻。数字电路的工作是根据电路设计，在某个时刻专门完成特定的任务，如果没有一个时序控制的标准时刻，整个数字电路就会逻辑错乱，任何指令无法进行。

晶振则为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法可以保持同步。
提供基准频率

晶振具有非常好的频率稳定性和抗外界干扰的能力，通过基准频率来控制电路中的频率准确性。

同时，它还是时钟电路中最重要的部件，比如向显卡、网卡、WIFI模组、蓝牙模组、GPS等配件的各部分提供基准频率，就像一把标尺。因为工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定，比如发生显卡不显彩，网卡不联网，网络掉线等不良现象。
用于驱动芯片

晶振之所以能当为频率元器件，是基于他的压电效应特性。

在晶片的两个极上加一电场，会使晶体产生机械变形。在石英晶片上加上交变电压，晶体就会产生机械振动，同时机械变形振动又会产生交变电场，虽然这种交变电场的电压极其微弱，但其振动频率是十分稳定的。当外加交变电压的频率与晶体的固有频率（由晶片的尺寸和形状决定）相等时，机械振动的幅度将急剧增加，这种现象称为“压电谐振”。

时钟芯片是以输入频率信号做基础，再依此作除频、倍频、PLL等，产生出芯片与PCB板各部分所需的频率。它的输出频率稳定程度是由输入频率决定的。因此，时钟芯片要想获取到精确、稳定的输出，就需要精确、稳定的输入，这就需要用到晶振。晶振的品质及与外接电容的匹配关系则直接决定了晶振的工作状态。

2 有源晶振

有源晶振（简称晶振）一般是4个脚的封装。是一个完整的振荡器，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件，因此体积较大，只需要电源就可输出比较好的波形。

其中有两个是电源引脚，另一个是振荡信号输出引脚，剩下一个是悬空的（VCC电压、GND地、OUT时钟信号输出、NC空脚）。信号输出引脚可以直接输出给单片机。

有源晶振不需要CPU的内部振荡器，信号稳定，质量较好，而且连接方式比较简单（主要做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需要复杂的配置电路。

3 无源晶振

无源晶振是有2个引脚的无极性元件，需要借助于专门的时钟电路和起振电容配合才能产生振荡信号，自身无法振荡起来。

无源晶振信号质量较差，通常需要精确匹配外围电路（用于信号匹配的电容、电感、电阻等），更换不同频率的晶体时周边配置电路也需要做相应的调整。

一般建议采用精度较高的石英晶体，尽可能不要采用精度低的陶瓷晶体。

常用电路搭建。

以stm32:STM32 stuff - GitCode单片机为例，其OSC_IN和OSC_OUT是外部时钟源HSE的输入引脚，STM32的HSE时钟可以使用晶体或者晶振提供时钟源：

4 有源晶振和无源晶振的区别

有源晶振比较贵，但是有源晶振自身就能振动。而无论是无源晶振，还是有源晶振，都有自身的优点和缺点所在，若考虑产品成本，建议可以选择无源晶振电路。若考虑产品性能，建议使用有源晶振电路，省时方便也能保证产品性能。
无源晶振最高精度为5ppm，而有源晶振的精度则可以达到0.1ppm。精度越高，频率稳定性也更好。有源晶振在稳定性上要胜过无源晶振，但也有自身小小的缺陷，有源晶振的信号电平是固定的，所以需要选择好合适的输出电平，灵活性较差。
有源晶振一般4个脚，电源、接地、信号输出端、空脚，有个点标记为1脚，按逆时针（管脚向下）分别为2、3、4。
无源晶振有2个引脚，需要借助于外部的时钟电路（接到主IC内部的振荡电路）才能产生振荡信号，自身无法振荡。