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全硅振蕩器和石英晶體振蕩器的本質(zhì)區(qū)分

來源：http://www.element79mechanical.com 作者：億金電子 2017年05月17
              愛普生石英晶體振蕩器是以石英晶體單元的基波振蕩為波源而構(gòu)成的振蕩器,在此我們通過石英晶體振蕩器與全硅MEMS 振蕩器的性能比較,介紹作為基準(zhǔn)信號源所需特性.石英晶體振蕩器與全硅MEMS 振蕩器的特性比較,下列項目是用于電子設(shè)備及通信系統(tǒng)設(shè)備的振蕩器應(yīng)具備的性能.通過這些項目的實際測試,比較石英晶體振蕩器與全硅MEMS 振蕩器的性能.比較時使用愛普生晶振制造的“SG-210S*B”石英晶體振蕩器及兩種全硅MEMS 振蕩器在此須提醒注意的是:這是愛普生集團(tuán)內(nèi)獨自實施的測試,測試結(jié)果并不能保證實際產(chǎn)品的特性.
        石英晶振晶體振蕩器由測試頻率溫度特性時,在-40℃的低溫下頻率穩(wěn)定后,以+2.0℃/分的梯度使溫度連續(xù)上升至+85℃,測試該溫度段中的頻率,“SG-210S*B”石英晶體振蕩器的溫度特性呈現(xiàn)AT 型晶體特有的連續(xù)性的三次曲線.部分產(chǎn)品亦能夠在較大的溫度范圍內(nèi)保持特性穩(wěn)定,例如帶簡易溫調(diào)功能的石英晶體振蕩器“SG-211S*E”等.
         圖中可以看出全硅MEMS 振蕩器與石英晶體振蕩器同樣,亦能夠在大溫度范圍內(nèi)保持良好的頻率溫度特性.但是,全硅MEMS 振蕩器的硅諧振單元的溫度特性為線性,為保證頻率穩(wěn)定性則需要使用小數(shù)分頻鎖相環(huán)電路進(jìn)行精密補(bǔ)償.因此,分頻比切換時將產(chǎn)生間斷性的頻率跳動（溫度特性曲線中的微小折皺）.溫度點的振蕩頻率的不連續(xù)性將引起輸出信號相位變化,從而對下文說明的噪音和抖動特性造成不良影響.
    （1）晶振頻率溫度特性 → 溫度變化時頻率的穩(wěn)定性如何？
    （2）相位噪音與相位抖動 → 通信設(shè)備重要要素之一的噪音性能如何？
    （3）電流消耗 → 消耗的電流量大??？
    （4）起振特性 → 通電后的起振特性與穩(wěn)定性如何？
    （5）頻率穩(wěn)定度 → 頻率穩(wěn)定性如何？
        石英晶體振蕩器是以石英晶振晶體單元的基波振蕩為波源而構(gòu)成的振蕩器;全硅MEMS 振蕩器則以硅諧振單元為波源,并由溫度補(bǔ)償電路及獲取任意頻率的鎖相環(huán)電路構(gòu)成.從基本結(jié)構(gòu)可以看出,石英晶體振蕩器的結(jié)構(gòu)簡潔,而全硅MEMS 振蕩器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,包括諧振單元部分、鎖相環(huán)部分及溫度補(bǔ)償部分.受復(fù)雜結(jié)構(gòu)的影響,導(dǎo)致振蕩器在噪音增幅、消耗電流的增加等性能方面出現(xiàn)各種差異.表示振蕩器源自結(jié)構(gòu)差異的不同特征.
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