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      全硅振蕩器和石英晶體振蕩器的本質區分

      來源:http://yijindz.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備及通信系統設備的振蕩器應具備的性能.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:這是愛普生集團內獨自實施的測試,測試結果并不能保證實際產品的特性.
              石英晶振晶體振蕩器由測試頻率溫度特性時,在-40℃的低溫下頻率穩定后,以+2.0℃/分的梯度使溫度連續上升至+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AT 型晶體特有的連續性的三次曲線.部分產品亦能夠在較大的溫度范圍內保持特性穩定,例如帶簡易溫調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,為保證頻率穩定性則需要使用小數分頻鎖相環電路進行精密補償.因此,分頻比切換時將產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定性如何?
          (2)相位噪音與相位抖動 → 通信設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定性如何?
          (5)頻率穩定度 → 頻率穩定性如何?
              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,并由溫度補償電路及獲取任意頻率的鎖相環電路構成.從基本結構可以看出,石英晶體振蕩器的結構簡潔,而全硅MEMS 振蕩器的結構復雜,包括諧振單元部分、鎖相環部分及溫度補償部分.受復雜結構的影響,導致振蕩器在噪音增幅、消耗電流的增加等性能方面出現各種差異.表示振蕩器源自結構差異的不同特征.
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