系統(tǒng)解讀如何根據(jù)相關(guān)參數(shù)選擇合適的晶振

晶振全稱為晶體振蕩器（英文Crystal Oscillators），其作用在于產(chǎn)生原始的時鐘頻率，這個頻率，晶振經(jīng)過頻率發(fā)生器的放大或縮小后就成了電腦中各種不同的總線頻率。晶振有著不同使用要求及特點，通分為以下幾類：普通晶振、溫補晶振、壓控晶振、溫控晶振等。

晶振用一種能把電能和機械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對精度可達百萬分之五十。高級的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率，稱為壓控振蕩器（VCO）。

晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。

晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時鐘信號，可以用與同一個晶振相連的不同鎖相環(huán)來提供。

在測試和使用時所供直流電源應沒有足以影響其準確度的紋波含量，交流電壓應無瞬變過程。測試儀器應有足夠的精度，連線合理布置，將測試及外圍電路對晶振指標的影響降至最低。

注意某些參數(shù)，設(shè)計工程師即可選擇到適合應用的振蕩器

今天無數(shù)電子線路和應用需要精確定時或時鐘基準信號。晶體時鐘振蕩器極為適合這方面的許多應用。

時鐘振蕩器有多種封裝，它的特點是電氣性能規(guī)范多種多樣。它有好幾種不同的類型：電壓控制晶體振蕩器（VCXO）、溫度補償晶體振蕩器（TCXO）、恒溫箱晶體振蕩器（OCXO），以及數(shù)字補償晶體振蕩器（DCXO）。每種類型都有自己的獨特性能。

頻率穩(wěn)定性的考慮

晶體振蕩器的主要特性之一是工作溫度內(nèi)的穩(wěn)定性，它是決定振蕩器價格的重要因素。穩(wěn)定性愈高或溫度范圍愈寬，器件的價格亦愈高。

設(shè)計工程師要慎密決定對特定應用的實際需要，然后規(guī)定振蕩器的穩(wěn)定度。指標過高意味著花錢愈多。

對于頻率穩(wěn)定度要求±20ppm 或以上的應用，可使用普通無補償?shù)木w振蕩器。對于成于±1 至±20ppm 的穩(wěn)定度，應該考慮TCXO 。對于低于±1ppm 的穩(wěn)定度，應該考慮OCXO 或DCXO 。

輸出

必需考慮的其它參數(shù)是輸出類型、相位噪聲、抖動、電壓穩(wěn)定度、負載穩(wěn)定性、功耗、封裝形式、沖擊和振動、以及電磁干擾（EMI）。晶振器可HCMOS/TTL 兼容、ACMOS 兼容、ECL 和正弦波輸出。每種輸出類型都有它的獨特波形特性和用途。應該關(guān)注三態(tài)或互補輸出的要求。對稱性、上升和下降時間以及邏輯電平對某些應用來說也要作出規(guī)定。許多DSP

和通信芯片組往往需要嚴格的對稱性（45% 至55%）和快速的上升和下降時間（小于5ns ）。

相位噪聲和抖動

在頻域測量獲得的相位噪聲是短期穩(wěn)定度的真實量度。它可測量到中央頻率的1Hz 之內(nèi)和通常測量到1MHz 。

振蕩器的相位噪聲在遠離中心頻率的頻率下有所改善。TCXO 和OCXO 振蕩器以及其它利用基波或諧波方式的晶體振蕩器具有最好的相位噪聲性能。采用鎖相環(huán)合成器產(chǎn)生輸出頻率的振蕩器比采用非鎖相環(huán)技術(shù)的振蕩器一般呈現(xiàn)較差的相位噪聲性能。

抖動與相位噪聲相關(guān)，但是它在時域下測量。以微微秒表示的抖動可用有效值或峰—峰值測出。許多應用，例如通信網(wǎng)絡(luò)、無線數(shù)據(jù)傳輸、ATM 和SONET 要求必需滿足嚴格的拌動指標。需要密切注意在這些系統(tǒng)中應用的振蕩器的抖動和相位噪聲特性。