水晶、発振器、および共振器。違いは何ですか？

水晶、発振器、共振器の違いを理解しようとしています。私はそれを把握し始めていますが、まだいくつかの質問があります。

私の理解では、発振器は水晶と2つのコンデンサで構成されています。では、共振器とは何ですか？用語の違いはありますか？

オシレーターとレゾネーターが似ている場合、なぜこれらの2つの項目を行いますか：

http://www.digikey.com/product-detail/en/HWZT-16.00MD/535-9379-ND/675574

http://www.digikey.com/product-detail/en/FCR16.0M2G/445-1646-ND/653108

2つのピンがあり、グランドはありません。これに対して

http://www.digikey.com/product-detail/en/ZTT-16.00MX/X908-ND/170095

3つのピンがあり、そのうちの1つはグランドですか？

これら3つのデバイスのいずれかは、マイクロコントローラーの外部クロックとして機能しますか？

PS：コンデンサが水晶振動子を適切に機能させる方法の説明のボーナスポイント。:)

セラミック共振子と水晶振動子は、同じ原理で動作します。AC信号が印加されると、機械的に振動します。水晶振動子は、セラミック振動子よりも正確で温度安定性があります。共振器または水晶自体には2つの接続があります。左側の水晶、右側のセラミック共振子。

あなたが言うように、発振器には余分な部品、2つのコンデンサが必要です。オシレーターを動作させるアクティブな部分は、発振を続けるためのエネルギーを供給するアンプです。

一部のマイクロコントローラーには、32.768 kHzクリスタル用の低周波オシレーターがあり、多くの場合、コンデンサーが組み込まれているため、クリスタルに必要な接続は2つだけです（左）。ただし、ほとんどの発振器は外部にコンデンサを必要とし、その後、3つの接続があります。アンプからの入力、アンプへの出力、コンデンサのグランドです。3つのピンを持つ共振器には、コンデンサが組み込まれています。

コンデンサーの機能：閉ループ増幅器水晶を発振させるためには、360°の総位相シフトが必要です。アンプは反転しているため、180°です。コンデンサと一緒に、水晶は他の180°を処理します。

編集
水晶発振器をアンプに切り替えると、目的の周波数がまだ得られません。存在する唯一のものは、広い帯域幅で低レベルのノイズです。オシレーターはそのノイズを増幅し、クリスタルを通過させます。クリスタルを通過すると、再びオシレーターに入力され、再び増幅されます。それはあなたに非常に多くのノイズを与えるべきではありませんか？いいえ、水晶の特性は、その共振周波数付近で非常に少量のノイズのみを通過させるようなものです。残りはすべて減衰されます。そのため、最終的に残されているのはその共振周波数のみであり、その後、振動しています。

トランポリンと比較できます。たくさんの子供がランダムにジャンプするのを想像してください。トランポリンはあまり動かず、子供たちはわずか20cmだけジャンプするために多くの努力をしなければなりません。しかし、しばらくすると、それらは同期を開始し、トランポリンはジャンプに追従します。子供たちはより少ない努力でより高くジャンプします。トランポリンはその共振周波数（約1Hz）で振動し、より速くまたはより遅くジャンプすることは困難です。それがフィルターで除外される周波数です。
トランポリンでジャンプする子供はアンプであり、彼女は振動を続けるためにエネルギーを供給します。

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MSP430 32 kHz水晶発振器

あなたの質問に答えるために、共振器は本質的に低予算の水晶です。

発振器は、発振するためのフィードバックと、所望の周波数で発振を続ける「周波数決定要素」を備えたアンプ回路です。水晶は正確な周波数用に作成でき、温度または浮遊容量が変化してもほとんどドリフトしません。また、非常に効率的であり、振動を維持するための電力はほとんど必要ありません。水晶は通常クォーツでできており、上記のすべての機能に対して料金を支払います。

共振器は、石英ではなくセラミック製です。周波数も保持していません。これはマイクロプロセッサにとって重要ではないかもしれませんが、回路がラジオ、クロック、またはその他のタイミングが重要なアプリケーションで使用される場合に重要になります。コストが低いため、安定性がそれほど重要でない場合に使用されます。

マイクロプロセッサには多くの場合「アンプ部」が組み込まれているため、必要なのは、共振器または水晶振動子を追加することだけです。それ以外の場合は、発振器回路を構築するか、缶に必要なすべてのコンポーネントを備えた「発振器モジュール」を購入できます。発振器モジュールに電力を供給する必要があります。

「ドントケア」レベルのタイミングでは、一部のマイクロプロセッサでは、周波数決定要素としてRC回路（抵抗とコンデンサ）を使用できます。Microchip PICにはすべてが組み込まれています。

マキシムが提供する優れたアプリケーションノートを見つけました- マイクロコントローラクロック—クリスタル、レゾネーター、RCオシレーター、またはシリコンオシレーター