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如何分辨Oscillator和MEMS振荡器,两者之间又有什么联系

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浏览：- 发布日期：2020-07-16 15:40:03【大中小】

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如何分辨Oscillator和MEMS振荡器,两者之间又有什么联系

在整个时序市场中Oscillator是比较常见的产品,并且如今电子应用市场中石英振荡器的需求量也在逐渐增加,比如通信行业对温补晶振的需求等;MEMS振荡器就比较少见了,时至今日,仅仅只有少数公司在生产这种基于MEMS的振荡器;石英振荡器和MEMS之间的区别和联系又是什么呢?

接下来看看这两者的结构和特点;其中晶体振荡器使用石英晶体基准和简单的振荡器电路.MEMS振荡器使用硅谐振器作为振荡源,并需要PLL电路来校正频率,以达到制造公差和温度系数.如下图所示,晶体振荡器是简单构建的高质量时钟.相反,MEMS振荡器具有由MEMS谐振器,分数nPLL和温度补偿网络组成的复杂结构.他们还需要进行制造校准才能正确运行.

在功耗方面;基于石英的振荡器具有低得多的功耗,因为它们具有基波或谐波振荡以及简单的电路结构的优势.相比之下,基于MEMS的振荡器会消耗更多的功率,因为它们具有更多的电路.PLL和LCVCO会增加总功耗.结果,MEMS振荡器消耗的电流为6.09mA,而标准石英振荡器的消耗电流为3.16mA,这是MEMS所需的电流的两倍,以达到与石英振荡器相当的抖动和相位噪声水平.

起振特性方面;比较振荡器上电时的稳定性,石英振荡器在上电后几乎达到1ppm的精度.尽管MEMS振荡器难以达到2ppm的精度.启动后,石英振荡器是稳定的,但是正如您所看到的,由于PLL和LVCO试图稳定,因此MEMS振荡器呈现出震颤.

相位噪声及抖动方面;一种带有基于MEMS的谐振器,另一种带有基于石英的谐振器.当测量MEMS振荡器在12kHz至20MHz范围内的抖动时,得到的抖动为1.5pSrms.当在12kHz至20MHz的SONET带宽上测试石英晶体振荡器时,我们获得0.18pSrms的抖动.

MEMS振荡器具有较高的相位噪声以实现低失调,因为与石英相比,硅谐振器的”Q”或品质因数较差.在10Hz时,石英振荡器的相位噪声比MEMS振荡器好36dB.低失调的相位噪声对于无线通信至关重要,并可能导致光通信中的某些错误.MEMS振荡器在高失调(12kHz至20MHz)时也具有较高的相位噪声,因为它们在PLL电路中使用了低QLC振荡器.