石英晶体振荡器与全硅mems振荡器的特性比较epsoncrystaldevice.pdf

技术说明 石英晶体振荡器与全硅MEMS 振荡器的特性比较 用于电子设备及通信系统设备的振荡器应具备性能之比较 【序文】 在构建各种电子设备及通信系统设备等过程中，振荡器作为信号源，其选择十分重要，将直接影响系统本身的性能。在之前发 表的 《技术说明·通信系统所需信号品质与基准信号源》中，我们已经从振荡器的特征随其所使用的波源与结构的不同而变化， 以及振荡器的特性对系统的影响等方面，说明了选择基准信号源的重要性。本次对以下两种振荡器用于基准信号源时的必要特性 进行实际测试，通过性能比较进行说明： ①以石英晶体单元为波源的基波振荡器； ②以硅谐振单元为波源且使用锁相环（PLL）的全硅MEMS 振荡器。 【振荡器的结构及特征】 石英晶体振荡器是以石英晶体单元的基波振荡为波源而构成的振荡器；全硅 MEMS 振荡器则以硅谐振单元为波源，并由温度 补偿电路及获取任意频率的锁相环电路构成。本次进行特性比较的振荡器基本结构如《图 1》所示。从基本结构可以看出，石英 晶体振荡器的结构简洁，而全硅 MEMS 振荡器的结构复杂，包括谐振单元部分、锁相环部分及温度补偿部分。受复杂结构的影 响，导致振荡器在噪音增幅、消耗电流的增加等性能方面出现各种差异。下页《表 1》表示振荡器源自结构差异的不同特征。在 此，我们通过石英晶体振荡器与全硅MEMS 振荡器的性能比较，介绍作为基准信号源所需特性。 1） 石英晶体（基波）振荡器 2 ） 全硅MEMS 振荡器 FREF FREF ×1 FOUT PLL FOUT + CAL 1）石英晶体振荡器的基本结构 2 ） 全硅MEMS 振荡器的基本结构 硅谐振单元 锁相环电路 频率调整 Phase Loop comparator filter Frequency demultiplier (/n) 石英晶体单元 n.m frac-n 小数分频 control 分频比的设定 Temperature *K