晶振的输出波形：TTL、CMOS、LVPECL、LVDS和正弦波
晶振（xo）输出波形（output type）是与封装尺寸一样重要的一个技术指标，这些输出波形可简单归为两种：正弦波、方波。
在示波器上观察振荡器波形，虽然很多时候看到的还是不太好的正弦波，那是由于示波器的带宽不够。例如：有源晶振20mhz，如果用40mhz或60mhz的示波器测量，显示的是正弦波，这是由于方波的傅里叶分解为基频和奇次谐波的叠加，带宽不够的话，就只剩下基频20mhz和60mhz的谐波，所以显示正弦波。要完美再现方波需要至少10倍的带宽，5倍的带宽只能算是勉强，需要至少100m的示波器。
相较而言，方波输出功率大，驱动能力强，但谐波分量多，正弦波输出功率不如方波，但其谐波分量小很多。同时，两种波形还有各种不同的表现形式，分别适合不同的应用。
1．方波输出模式
数字通信系统中，一般采用方波输出模式的晶体振荡器，以匹配系统中驱动的负载。这些方波的通用输出类型有ttl和cmos，还有lvpecl和lvds，主要指标有输出电平、占空比、上升/下降时间、驱动能力等。
（1）ttl输出
ttl是晶体管-晶体管逻辑（transistor-transistor logic）电路，传输延迟时间快、功耗高，属于电流控制器件。
（2）cmos输出
cmos输出是最常见一种，属于属于电压控制形式，用来驱动逻辑电平输入。
晶振的cmos输出波形
cmos输出的传输延迟时间慢、功耗低，相对ttl有了更大的噪声容限，输入阻抗远大于ttl输入阻抗。对应3.3v lvttl，出现了lvcmos，可以与3.3v的lvttl直接相互驱动。hcmos采用全静态设计、高速互补金属氧化物半导体工艺，cmos采用互补金属氧化物半导体。
（3）lvpecl输出
lvpecl是低压正发射极耦合逻辑（low-voltage positive emitter-couple logic）。ecl电路速度快，驱动能力强，噪声小，很容易达到几百mhz的应用，但是功耗大，需要负电源。为简化电源，出现了pecl（ecl结构，改用正电压供电）和lvpecl的输出模式。
晶振的lvpecl输出波形
lvpecl由ecl和pecl发展而来，其典型输出为一对差分信号，射极通过一个交流源接地。ecl、pecl、lvpecl使用时应注意：不同电平不能直接驱动，中间可用交流耦合、电阻网络或专用芯片进行转换。
这三种结构必须有电阻拉到一个直流偏置电压。例如，用于时钟的lvpecl直流匹配时用130欧上拉，同时用82欧下拉；交流匹配时用82欧上拉，同时用130欧下拉，但两种方式工作后直流电平都在1.95v左右。
（4）lvds输出
lvds是低电压差分信号（low-voltage differential signaling），为差分对输入输出，内部有一个3.5-4ma恒流源，在差分线上改变方向和电平来表示“1”和“0”。
通过外部的100欧匹配电阻（并接在差分线上靠近接收端）转换为±350mv的差分电平。lvds使用注意：可以达到600mhz以上，pcb要求较高，差分线要求严格等长，差最好不超过10mil（0.25mm）；100欧电阻离接收端距离不能超过500mil，最好控制在300mil以内。
晶振的lvds输出波形
lvds的应用模式可以有三种形式：
（1）单向点对点和双向点对点，能通过一对双绞线实现双向的半双工通信。
（2）多分支形式，即一个驱动器连接多个接收器（当有相同的数据要传给多个负载时，可以采用这种应用形式）。
（3）多点结构，此时多点总线支持多个驱动器，也可以采用blvds驱动器，它可以提供双向的半双工通信，但是在任一时刻，只能有一个驱动器工作，因而发送的优先权和总线的仲裁协议都需要依据不同的应用场合，选用不同的软件协议和硬件方案。
2. 正弦波输出模式
正弦波（sine wave）主要用于对emi、频率干扰有特殊要求的电路，例如驱动rf组件、混频器或其它具有50ω输入阻抗的器件。这时，振荡器产生的输出功率通常在0dbm到+13dbm（1mw到20mw）之间，尽管如果需要可以输出更高功率。
还有一种特殊的削顶正弦波（clipped sine wave），相比方波的谐波分量少很多，但驱动能力较弱，在负载10k//10pf时vp-p为0.8vmin。smd 7050、smd5032、smd3225等封装的表贴温补晶振通常使用这种形式的输出波形。
正弦波输出模式通常有谐波、噪声和输出功率等指标要求。这种电路要求输出的高次谐波成分很小，后面有模拟电路选用正弦波也是比较好的选择。
在厂商提供的晶振规格书里，除了输出模式或输出格式这个指标外，通常还附带相应的波形样式、输出负载和测试电路，有的晶振还兼容ttl、cmos两者格式，应用灵活多样。
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在示波器上观察振荡器波形，虽然很多时候看到的还是不太好的正弦波，那是由于示波器的带宽不够。例如：有源晶振20mhz，如果用40mhz或60mhz的示波器测量，显示的是正弦波，这是由于方波的傅里叶分解为基频和奇次谐波的叠加，带宽不够的话，就只剩下基频20mhz和60mhz的谐波，所以显示正弦波。要完美再现方波需要至少10倍的带宽，5倍的带宽只能算是勉强，需要至少100m的示波器。
相较而言，方波输出功率大，驱动能力强，但谐波分量多，正弦波输出功率不如方波，但其谐波分量小很多。同时，两种波形还有各种不同的表现形式，分别适合不同的应用。
1．方波输出模式
数字通信系统中，一般采用方波输出模式的晶体振荡器，以匹配系统中驱动的负载。这些方波的通用输出类型有ttl和cmos，还有lvpecl和lvds，主要指标有输出电平、占空比、上升/下降时间、驱动能力等。
（1）ttl输出
ttl是晶体管-晶体管逻辑（transistor-transistor logic）电路，传输延迟时间快、功耗高，属于电流控制器件。
（2）cmos输出
cmos输出是最常见一种，属于属于电压控制形式，用来驱动逻辑电平输入。
晶振的cmos输出波形
cmos输出的传输延迟时间慢、功耗低，相对ttl有了更大的噪声容限，输入阻抗远大于ttl输入阻抗。对应3.3v lvttl，出现了lvcmos，可以与3.3v的lvttl直接相互驱动。hcmos采用全静态设计、高速互补金属氧化物半导体工艺，cmos采用互补金属氧化物半导体。
（3）lvpecl输出
lvpecl是低压正发射极耦合逻辑（low-voltage positive emitter-couple logic）。ecl电路速度快，驱动能力强，噪声小，很容易达到几百mhz的应用，但是功耗大，需要负电源。为简化电源，出现了pecl（ecl结构，改用正电压供电）和lvpecl的输出模式。
晶振的lvpecl输出波形
lvpecl由ecl和pecl发展而来，其典型输出为一对差分信号，射极通过一个交流源接地。ecl、pecl、lvpecl使用时应注意：不同电平不能直接驱动，中间可用交流耦合、电阻网络或专用芯片进行转换。
这三种结构必须有电阻拉到一个直流偏置电压。例如，用于时钟的lvpecl直流匹配时用130欧上拉，同时用82欧下拉；交流匹配时用82欧上拉，同时用130欧下拉，但两种方式工作后直流电平都在1.95v左右。
（4）lvds输出
lvds是低电压差分信号（low-voltage differential signaling），为差分对输入输出，内部有一个3.5-4ma恒流源，在差分线上改变方向和电平来表示“1”和“0”。
通过外部的100欧匹配电阻（并接在差分线上靠近接收端）转换为±350mv的差分电平。lvds使用注意：可以达到600mhz以上，pcb要求较高，差分线要求严格等长，差最好不超过10mil（0.25mm）；100欧电阻离接收端距离不能超过500mil，最好控制在300mil以内。
晶振的lvds输出波形
lvds的应用模式可以有三种形式：
（1）单向点对点和双向点对点，能通过一对双绞线实现双向的半双工通信。
（2）多分支形式，即一个驱动器连接多个接收器（当有相同的数据要传给多个负载时，可以采用这种应用形式）。
（3）多点结构，此时多点总线支持多个驱动器，也可以采用blvds驱动器，它可以提供双向的半双工通信，但是在任一时刻，只能有一个驱动器工作，因而发送的优先权和总线的仲裁协议都需要依据不同的应用场合，选用不同的软件协议和硬件方案。
2. 正弦波输出模式
正弦波（sine wave）主要用于对emi、频率干扰有特殊要求的电路，例如驱动rf组件、混频器或其它具有50ω输入阻抗的器件。这时，振荡器产生的输出功率通常在0dbm到+13dbm（1mw到20mw）之间，尽管如果需要可以输出更高功率。
还有一种特殊的削顶正弦波（clipped sine wave），相比方波的谐波分量少很多，但驱动能力较弱，在负载10k//10pf时vp-p为0.8vmin。smd 7050、smd5032、smd3225等封装的表贴温补晶振通常使用这种形式的输出波形。
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