企業(yè)博客
更多>>
首頁(yè)常見(jiàn)問(wèn)題 6G晶振X1G0036910116晶體振蕩器與MEMS振蕩器的比較
6G晶振X1G0036910116晶體振蕩器與MEMS振蕩器的比較
來(lái)源：http://www.fengxong.cn 作者：康比電子 2023年06月28
晶體振蕩器與MEMS振蕩器的比較
晶體 VS MEMS振蕩器的性能
摘要
電子設(shè)備和通信系統(tǒng)設(shè)備的振蕩器的選擇是影響系統(tǒng)性能的一個(gè)主要因素。在這個(gè)應(yīng)用說(shuō)明中，我們已經(jīng)測(cè)量并將比較兩種不同類(lèi)型的振蕩器：
1，一個(gè)基本的石英晶體振蕩器和
2，一種MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）振蕩器
振蕩器的結(jié)構(gòu)與特性
晶體振蕩器由一個(gè)基本模石英晶體的基本結(jié)構(gòu)和一個(gè)簡(jiǎn)單的振蕩器電路組成。
相比之下，MEMS振蕩器具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，包括諧振器、分?jǐn)?shù)n PLL、溫度補(bǔ)償和制造校準(zhǔn)。一個(gè)MEMS振蕩器使用一個(gè)硅諧振器作為振蕩源，并需要一個(gè)PLL電路來(lái)校正制造公差和溫度系數(shù)的頻率。
晶體振蕩器與MEMS振蕩器性質(zhì)的比較
我們測(cè)量了一個(gè)晶體振蕩器和一個(gè)MEMS振蕩器，并比較了四個(gè)參數(shù)，每個(gè)參數(shù)都被認(rèn)為對(duì)通信、工業(yè)和消費(fèi)電子設(shè)備的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。
1. 相位噪聲和相位抖動(dòng)
2. 功耗耗電量
3. 振蕩器的啟動(dòng)特性
4. 頻率和溫度特性
比較：
1，相位噪聲和相位抖動(dòng)
我們考慮了三個(gè)頻率（40MHz，100MHz和156.25MHz），并將晶體振蕩器與相同頻率的MEMS振蕩器進(jìn)行了比較。實(shí)驗(yàn)室測(cè)量表明，在所有頻率下，晶體振蕩器的相位噪聲比MEMS振蕩器好得多。這兩種振蕩器的測(cè)量相位噪聲可以在下面的圖1-6中看到。
6G晶振X1G0036910116晶體振蕩器與MEMS振蕩器的比較
6G晶振X1G0036910116晶體振蕩器與MEMS振蕩器的比較
測(cè)試結(jié)果：三種被測(cè)試的晶體振蕩器都比三種MEMS振蕩器有更好的抖動(dòng)
2，功耗
40MHz晶體振蕩器和40MHz MEMS振蕩器的功耗如下圖7所示。
6G晶振X1G0036910116晶體振蕩器與MEMS振蕩器的比較
試驗(yàn)結(jié)果：
MEMS振蕩器電路的增加提高了該設(shè)備的總功耗。MEMS晶振吸收了大約15 mA的功率，大約比晶體振蕩器多5倍，使用在硅振蕩器、PLL和LCVCO中增加的電流來(lái)減少抖動(dòng)。
3，振蕩器的啟動(dòng)特性
40MHz晶體振蕩器和40MHz MEMS振蕩器的振蕩器啟動(dòng)特性如下圖8所示。
6G晶振X1G0036910116晶體振蕩器與MEMS振蕩器的比較
一個(gè)具有快速啟動(dòng)速度的振蕩器受益于更短的喚醒周期和更長(zhǎng)的電池壽命。這對(duì)于消費(fèi)者和家庭自動(dòng)化應(yīng)用程序非常重要，因?yàn)檫@些系統(tǒng)可以快速打開(kāi)和關(guān)閉，以節(jié)省電池電量。
試驗(yàn)結(jié)果：
石英晶體振蕩器比MEMS振蕩器發(fā)射得更快，也更恒定。
4，頻率和溫度特性
測(cè)量了40MHz頻率和125MHz頻率的MEMS振蕩器和晶體振蕩器的頻率溫度特性，首先達(dá)到穩(wěn)定的低溫，然后以+2.0°C/分鐘的速率提高到+85°C的溫度。測(cè)試結(jié)果如下圖9-12所示。
6G晶振X1G0036910116晶體振蕩器與MEMS振蕩器的比較
頻率 VS 石英晶體振蕩器的溫度遵循AT晶體的連續(xù)立方曲線(xiàn)，從-40到+85°C的±值為15ppm。這對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠了。
最初，MEMS振蕩器的頻率與溫度的特性似乎優(yōu)于晶體振蕩器。然而，MEMS振蕩器的分?jǐn)?shù)-n PLL電路以離散的步驟調(diào)整頻率，以糾正硅諧振器的極高的溫度系數(shù)（30ppm/°C或3750ppm從-40到+85°C）的溫度系數(shù)。
這可以通過(guò)圖9-12中的MEMS振蕩器圖的鋸齒狀溫度曲線(xiàn)來(lái)說(shuō)明，它揭示了當(dāng)除法比切換以補(bǔ)償溫度變化時(shí)的頻率跳躍。
溫度補(bǔ)償石英晶體振蕩器（TCXO）使用模擬溫度補(bǔ)償和一個(gè)簡(jiǎn)單的溫度補(bǔ)償電路，可以從-40到+85°C達(dá)到1ppm，而不經(jīng)歷這些頻率跳躍。TCXOs以低成本的價(jià)格廣泛使用，溫度穩(wěn)定性低至±0.1ppm。
6G晶振X1G0036910116晶體振蕩器與MEMS振蕩器的比較
晶體OSC與MEMS OSC的針腳兼容性
.JPG)
.JPG)
6G晶振X1G0036910116晶體振蕩器與MEMS振蕩器的比較
總結(jié)：
MEMS振蕩器似乎適合于高振動(dòng)環(huán)境、非臨界定時(shí)應(yīng)用以及信噪比不關(guān)鍵的應(yīng)用。
具有復(fù)雜的調(diào)制方案，非常高速的通信，或需要優(yōu)異的信噪比性能（即A到D轉(zhuǎn)換器）的應(yīng)用程序?qū)⒗^續(xù)由晶體振蕩器計(jì)時(shí)，利用石英的低抖動(dòng)、異常高的Q和良好的時(shí)間和溫度穩(wěn)定性。
晶體 VS MEMS振蕩器的性能
摘要
電子設(shè)備和通信系統(tǒng)設(shè)備的振蕩器的選擇是影響系統(tǒng)性能的一個(gè)主要因素。在這個(gè)應(yīng)用說(shuō)明中，我們已經(jīng)測(cè)量并將比較兩種不同類(lèi)型的振蕩器：
1，一個(gè)基本的石英晶體振蕩器和
2，一種MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）振蕩器
振蕩器的結(jié)構(gòu)與特性
晶體振蕩器由一個(gè)基本模石英晶體的基本結(jié)構(gòu)和一個(gè)簡(jiǎn)單的振蕩器電路組成。
相比之下，MEMS振蕩器具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，包括諧振器、分?jǐn)?shù)n PLL、溫度補(bǔ)償和制造校準(zhǔn)。一個(gè)MEMS振蕩器使用一個(gè)硅諧振器作為振蕩源，并需要一個(gè)PLL電路來(lái)校正制造公差和溫度系數(shù)的頻率。
晶體振蕩器與MEMS振蕩器性質(zhì)的比較
我們測(cè)量了一個(gè)晶體振蕩器和一個(gè)MEMS振蕩器，并比較了四個(gè)參數(shù)，每個(gè)參數(shù)都被認(rèn)為對(duì)通信、工業(yè)和消費(fèi)電子設(shè)備的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。
1. 相位噪聲和相位抖動(dòng)
2. 功耗耗電量
3. 振蕩器的啟動(dòng)特性
4. 頻率和溫度特性
比較：
1，相位噪聲和相位抖動(dòng)
我們考慮了三個(gè)頻率（40MHz，100MHz和156.25MHz），并將晶體振蕩器與相同頻率的MEMS振蕩器進(jìn)行了比較。實(shí)驗(yàn)室測(cè)量表明，在所有頻率下，晶體振蕩器的相位噪聲比MEMS振蕩器好得多。這兩種振蕩器的測(cè)量相位噪聲可以在下面的圖1-6中看到。
6G晶振X1G0036910116晶體振蕩器與MEMS振蕩器的比較
6G晶振X1G0036910116晶體振蕩器與MEMS振蕩器的比較
測(cè)試結(jié)果：三種被測(cè)試的晶體振蕩器都比三種MEMS振蕩器有更好的抖動(dòng)
| MHz | Phase Jitter | |
| MEMS Oscillator | Crystal Oscillator | |
| 40,0 | 5.67ps | 0.19ps |
| 100,0 | 2.61ps | 0.07ps |
| 156,25 | 1.87ps | 0.03ps |
2，功耗
40MHz晶體振蕩器和40MHz MEMS振蕩器的功耗如下圖7所示。
6G晶振X1G0036910116晶體振蕩器與MEMS振蕩器的比較
試驗(yàn)結(jié)果：
MEMS振蕩器電路的增加提高了該設(shè)備的總功耗。MEMS晶振吸收了大約15 mA的功率，大約比晶體振蕩器多5倍，使用在硅振蕩器、PLL和LCVCO中增加的電流來(lái)減少抖動(dòng)。
3，振蕩器的啟動(dòng)特性
40MHz晶體振蕩器和40MHz MEMS振蕩器的振蕩器啟動(dòng)特性如下圖8所示。
6G晶振X1G0036910116晶體振蕩器與MEMS振蕩器的比較
一個(gè)具有快速啟動(dòng)速度的振蕩器受益于更短的喚醒周期和更長(zhǎng)的電池壽命。這對(duì)于消費(fèi)者和家庭自動(dòng)化應(yīng)用程序非常重要，因?yàn)檫@些系統(tǒng)可以快速打開(kāi)和關(guān)閉，以節(jié)省電池電量。
試驗(yàn)結(jié)果：
石英晶體振蕩器比MEMS振蕩器發(fā)射得更快，也更恒定。
4，頻率和溫度特性
測(cè)量了40MHz頻率和125MHz頻率的MEMS振蕩器和晶體振蕩器的頻率溫度特性，首先達(dá)到穩(wěn)定的低溫，然后以+2.0°C/分鐘的速率提高到+85°C的溫度。測(cè)試結(jié)果如下圖9-12所示。
6G晶振X1G0036910116晶體振蕩器與MEMS振蕩器的比較
頻率 VS 石英晶體振蕩器的溫度遵循AT晶體的連續(xù)立方曲線(xiàn)，從-40到+85°C的±值為15ppm。這對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠了。
最初，MEMS振蕩器的頻率與溫度的特性似乎優(yōu)于晶體振蕩器。然而，MEMS振蕩器的分?jǐn)?shù)-n PLL電路以離散的步驟調(diào)整頻率，以糾正硅諧振器的極高的溫度系數(shù)（30ppm/°C或3750ppm從-40到+85°C）的溫度系數(shù)。
這可以通過(guò)圖9-12中的MEMS振蕩器圖的鋸齒狀溫度曲線(xiàn)來(lái)說(shuō)明，它揭示了當(dāng)除法比切換以補(bǔ)償溫度變化時(shí)的頻率跳躍。
溫度補(bǔ)償石英晶體振蕩器（TCXO）使用模擬溫度補(bǔ)償和一個(gè)簡(jiǎn)單的溫度補(bǔ)償電路，可以從-40到+85°C達(dá)到1ppm，而不經(jīng)歷這些頻率跳躍。TCXOs以低成本的價(jià)格廣泛使用，溫度穩(wěn)定性低至±0.1ppm。
6G晶振X1G0036910116晶體振蕩器與MEMS振蕩器的比較
晶體OSC與MEMS OSC的針腳兼容性
6G晶振X1G0036910116晶體振蕩器與MEMS振蕩器的比較
總結(jié)：
MEMS振蕩器似乎適合于高振動(dòng)環(huán)境、非臨界定時(shí)應(yīng)用以及信噪比不關(guān)鍵的應(yīng)用。
具有復(fù)雜的調(diào)制方案，非常高速的通信，或需要優(yōu)異的信噪比性能（即A到D轉(zhuǎn)換器）的應(yīng)用程序?qū)⒗^續(xù)由晶體振蕩器計(jì)時(shí)，利用石英的低抖動(dòng)、異常高的Q和良好的時(shí)間和溫度穩(wěn)定性。
正在載入評(píng)論數(shù)據(jù)...
此文關(guān)鍵字： 晶體振蕩器
相關(guān)資訊
- [2023-09-05]家用電器依賴(lài)Jauch晶振
- [2023-09-01]IQD常見(jiàn)問(wèn)題
- [2023-06-29]6G小體積Q26.0-JXS21-12-10/20-...
- [2023-06-28]6G晶振X1G0036910116晶體振蕩器...
- [2020-07-07]TXC晶振強(qiáng)大之處原來(lái)可以從這點(diǎn)...
- [2019-08-26]電子書(shū)籍市場(chǎng)的晶振器件需具備小...
- [2019-08-22]低ESR50兆赫晶振優(yōu)化性能
- [2019-08-13]為了您的應(yīng)用選擇合適的晶振請(qǐng)仔...
