如何选择一颗合适的石英晶体振荡器?这是许多工程师或设计人员都感到头疼的事情,事实上在新产品研发初期,有些工程也并不知道该用哪一款振荡器,通过多次设计和测试,才能确定哪种规格的才适合自家的产品.严酷的事实是,选择错误的石英晶体振荡器可以快速杀死任何设计.凭借当今市场上的各种选项和规格,为您的设计选择完美的晶体振荡器可能是一项艰巨而耗时的任务.但是,我们将为您提供4个简单的问题,让您自己能够快速轻松地找到适合您设计的完美晶体振荡器!

1.你需要水晶还是振荡器?

这是许多工程师犯的一个简单错误.石英晶体谐振器和石英晶体振荡器之间实际上存在很大差异.封装的石英晶体只是一种精细切割和抛光的石英晶体,在施加电输入时以非常特定的频率谐振.当连接到具有集成振荡器电路的设计时,石英晶体提供时钟合成和精确定时.仅石英晶体不提供时钟输出.由于成本,尺寸和功率限制,大多数消费类和电池供电的应用使用标准石英晶体(以及片上系统(SoC)器件).

石英晶体振荡器(SPXO晶振)是一个完整的器件,包含石英晶体,振荡器电路,输出驱动器和潜在的锁相环(PLL).与单独的石英晶体不同,振荡器确实提供时钟输出.晶体振荡器更常用于高端应用,如数据中心,电信,卫星通信,国防运营和PNT等.这是因为振荡器即使在极端温度,振动和g下也能更好地保持频率和低相位噪声.-敏感环境.另一个好处是振荡器具有集成的电源噪声抑制功能,可最大限度地降低板级相位噪声的影响.

2.需要什么相位噪声性能?

说到相位噪声,重要的是要知道保持低相位噪声对于您的应用至关重要.相位噪声在非常基本的水平上是时钟频率信号中的失真或增加的噪声量.由于时钟有源晶振通常是定时系统的主要心跳,因此通常需要保持低相位噪声.低相位噪声振荡器<250fs-RMS在高性能应用中至关重要.这是因为高相位噪声电平会导致高误码率(BER)甚至导致系统通信完全丢失.因此,从低相位噪声时钟源开始总是更安全,特别是在高端应用中.硬件设计人员通常不会对系统的所有关键组件提供全面的相位噪声要求.在这种情况下,参考设计很有用,因为设计的振荡器已经过审查.

3.你的频率会改变吗?

当涉及振荡器所需的频率时,有一些可用的选项.振荡器保持单个特定频率.例如10MHz振荡器.晶体振荡器提供的频率可能需要改变.例如,视频成帧器可能需要在297MHz和297/1.001MHz的两个不同视频帧速率之间切换作为裕量测试的一部分,故意向低功耗晶振添加一个小的频率偏差,以对系统级设置和保持时间进行压力测试

很多时候,设计工程师可能不知道最终设计需要的确切频率,但他们知道需要振荡器来提供参考.在这种情况下,有两种主要类型的振荡器可以提供解决方案：双和四振荡器,可提供多个预先存储的频率I2C可编程OSC振荡器,可在宽频率范围内提供一致的低相位噪声功能.该选项提供最大的频率灵活性,可以重新编程为几乎无限多种频率.

4.频率稳定性有多重要?

简而言之,频率稳定性是指贴片振荡器频率偏离所需频率输出的程度.频率漂移可以基于许多因素发生,包括温度,外部振动和g力.如果频率超出应用要求,则可能发生定时错误或完全失去通信.频率稳定性以百万分率(ppm)表示,有时甚至是十亿分之一(ppb),用于精确的军事和国防技术等关键应用.

石英晶体在很长一段时间内缓慢老化,导致输出频率随时间缓慢漂移.一个好的晶体振荡器供应商将在给定温度(通常为25oC)的不同时间范围内显示老化水平,例如1年,5年和10年.这为长期稳定性提供了可靠的保证.