系統解讀如何根據相關(guān)參數選擇合適的晶振

晶振全稱(chēng)為晶體振蕩器（英文Crystal Oscillators），其作用在于產(chǎn)生原始的時(shí)鐘頻率，這個(gè)頻率，晶振經(jīng)過(guò)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(xiàn)頻率。晶振有著(zhù)不同使用要求及特點(diǎn)，通分為以下幾類(lèi)：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化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩定，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(wàn)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調整頻率，稱(chēng)為壓控振蕩器（VCO）。

晶振的作用是為系統提供基本的時(shí)鐘信號。通常一個(gè)系統共用一個(gè)晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過(guò)電子調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，以提供系統所需的時(shí)鐘頻率。如果不同子系統需要不同頻率的時(shí)鐘信號，可以用與同一個(gè)晶振相連的不同鎖相環(huán)來(lái)提供。

在測試和使用時(shí)所供直流電源應沒(méi)有足以影響其準確度的紋波含量，交流電壓應無(wú)瞬變過(guò)程。測試儀器應有足夠的精度，連線(xiàn)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，設計工程師即可選擇到適合應用的振蕩器

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

時(shí)鐘振蕩器有多種封裝，它的特點(diǎn)是電氣性能規范多種多樣。它有好幾種不同的類(lèi)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），以及數字補償晶體振蕩器（DCXO）。每種類(lèi)型都有自己的獨特性能。

頻率穩定性的考慮

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

設計工程師要慎密決定對特定應用的實(shí)際需要，然后規定振蕩器的穩定度。指標過(guò)高意味著(zhù)花錢(qián)愈多。

對于頻率穩定度要求±20ppm 或以上的應用，可使用普通無(wú)補償的晶體振蕩器。對于成于±1 至±20ppm 的穩定度，應該考慮TCXO 。對于低于±1ppm 的穩定度，應該考慮OCXO 或DCXO 。

輸出

必需考慮的其它參數是輸出類(lèi)型、相位噪聲、抖動(dòng)、電壓穩定度、負載穩定性、功耗、封裝形式、沖擊和振動(dòng)、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(lèi)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(chēng)性、上升和下降時(shí)間以及邏輯電平對某些應用來(lái)說(shuō)也要作出規定。許多DSP

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

相位噪聲和抖動(dòng)

在頻域測量獲得的相位噪聲是短期穩定度的真實(shí)量度。它可測量到中央頻率的1Hz 之內和通常測量到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)的振蕩器一般呈現較差的相位噪聲性能。

抖動(dòng)與相位噪聲相關(guān)，但是它在時(shí)域下測量。以微微秒表示的抖動(dòng)可用有效值或峰—峰值測出。許多應用，例如通信網(wǎng)絡(luò )、無(wú)線(xiàn)數據傳輸、ATM 和SONET 要求必需滿(mǎn)足嚴格的拌動(dòng)指標。需要密切注意在這些系統中應用的振蕩器的抖動(dòng)和相位噪聲特性。