Кристаллы, осцилляторы и резонаторы. Какая разница?

Я пытаюсь выяснить разницу между кристаллами, осцилляторами и резонаторами. Я начинаю понимать это, но у меня все еще есть некоторые вопросы.

Насколько я понимаю, генератор построен из кристалла и двух конденсаторов. Что такое резонатор тогда? Это разница в терминологии?

Если осциллятор и резонатор похожи, почему эти два элемента:

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

есть два контакта и нет земли. Тогда как этот

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

имеет три контакта, один из которых является заземлением?

Будет ли какое-либо из этих трех устройств работать в качестве внешних часов для микроконтроллера?

PS: Бонусные баллы за объяснение того, как конденсаторы помогают кристаллу работать должным образом. :)

И керамические резонаторы, и кристаллы кварца работают по одному и тому же принципу: вибрируют механически, когда на них подается переменный сигнал. Кристаллы кварца более точны и термостабильны, чем керамические резонаторы. Сам резонатор или кристалл имеет два соединения. Слева кристалл, справа керамический резонатор.

Как вы говорите, генератору нужны дополнительные компоненты, два конденсатора. Активная часть, которая заставляет генератор работать, представляет собой усилитель, который подает энергию для поддержания колебаний.

Некоторые микроконтроллеры имеют низкочастотный генератор для кристалла 32,768 кГц, который часто имеет встроенные конденсаторы, так что вам нужно только два соединения для кристалла (слева). Однако большинству генераторов нужны внешние конденсаторы, и тогда у вас есть три соединения: вход от усилителя, выход к усилителю и заземление для конденсаторов. Резонатор с тремя контактами имеет встроенные конденсаторы.

Функция конденсаторов: для того чтобы колебаться замкнутый контур, усилитель-кристалл должен иметь суммарный фазовый сдвиг 360 °. Усилитель инвертирующий, так что это 180 °. Вместе с конденсаторами кристалл заботится о других 180 °.

править
При переключении кварцевого генератора на это просто усилитель, вы не получите желаемую частоту еще. Единственное, что там есть, это низкий уровень шума в широкой полосе пропускания. Генератор усилит этот шум и пропустит его через кристалл, после чего он снова входит в генератор, который снова усиливает его и так далее. Разве это не должно вызывать у вас сильный шум? Нет, свойства кристалла таковы, что он будет пропускать лишь очень небольшое количество шума вокруг своей резонансной частоты. Все остальное будет ослаблено. Так что, в конце концов, остается только та резонансная частота, а затем мы колеблемся.

Вы можете сравнить это с батутом. Вообразите группу детей, прыгающих на этом случайно. Батут мало двигается, и дети должны приложить немало усилий, чтобы прыгнуть всего на 20 см. Но через некоторое время они начнут синхронизироваться, а батут последует за прыжками. Дети будут прыгать выше и выше с меньшими усилиями. Батут будет колебаться на своей резонансной частоте (около 1 Гц), и будет трудно прыгать быстрее или медленнее. Это частоты, которые будут отфильтрованы.
Ребенок, прыгающий на батуте, является усилителем, она поставляет энергию для поддержания колебаний.

Дальнейшее чтение
MSP430 32 кГц кварцевые генераторы

Чтобы ответить на ваш вопрос, резонатор - это по сути малобюджетный кристалл.

Генератор представляет собой схему усилителя с обратной связью, которая обеспечивает его колебания, и «элемент, определяющий частоту», который поддерживает его колебания на желаемой частоте. Кристалл может быть изготовлен для точной частоты, и он будет очень мало дрейфовать, если температура или паразитная емкость изменятся. Это также очень эффективно и требует очень мало энергии, чтобы поддерживать его колебания. Кристаллы обычно изготавливаются из кварца, и вы платите за все вышеперечисленные функции.

Резонаторы сделаны из керамических элементов, а не из кварца. Они также не держат свою частоту. Это может быть не важно для микропроцессора, но будет важно, если схема используется в радиоприемнике, часах или других приложениях, критичных по времени. Они стоят дешевле и поэтому используются там, где стабильность не так важна.

Микропроцессоры часто имеют встроенную «часть усилителя», так что все, что вам нужно сделать, это добавить резонатор или кристалл. В противном случае вы либо строите схему генератора, либо можете купить «модуль генератора», в котором есть все необходимые компоненты в банке. Вы должны подать питание на модуль генератора.

Для «безразличных» уровней синхронизации некоторые микропроцессоры допускают использование RC-цепи (резистор и конденсатор) в качестве элемента, определяющего частоту. Микрочип PIC даже имеет все встроенное.

Нашел хорошее замечание по применению, предоставленное Maxim - Микроконтроллер Clock-Crystal, Resonator, RC Oscillator или Silicon Oscillator