Bliley为您的设计寻找完美晶体振荡器的4个关键问题

Bliley为您的设计寻找完美晶体振荡器的4个关键问题

残酷的事实是，选择错误的石英晶体振荡器会迅速扼杀任何设计。如今市场上有各种各样的选择和规格，为您的设计选择完美的晶体振荡器可能是一项困难且耗时的任务。

这就是为什么我们要给你四个简单的问题，你可以问自己，这将使你快速轻松地找到适合你设计的完美晶体振荡器。

4个关键问题将帮助您找到适合您设计的完美晶体振荡器

1.你需要晶体还是振荡器？

这是许多工程师都会犯的简单错误。石英晶体和石英晶体振荡器之间实际上有很大的区别。

包装好的石英晶体是一个经过精细切割和抛光的石英晶体，当施加电输入时，它会以非常特定的频率共振。当连接到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。石英晶体本身不提供时钟输出。

由于成本、尺寸和功耗限制，大多数消费电子和电池供电应用都使用标准石英晶体（以及片上系统（SoC）器件）。

A 石英晶体振荡器（XO）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，振荡器做提供时钟输出。

晶体振荡器更常用于高端应用，如数据中心、电信、卫星通信，国防作战和PNT，车载晶振等等。这是因为即使在极端温度、振动和g敏感的环境中，振荡器也能更好地保持其频率和低相位噪声。另一个好处是振荡器集成了电源噪声抑制将电路板级相位噪声的影响降至最低。

2.您需要什么样的相位噪声性能？

说到相位噪声，必须知道保持低相位噪声对您的应用有多重要。

石英晶振从最基本的角度来看，相位噪声是指时钟频率信号中的失真量或额外噪声。由于石英晶体振荡器通常是计时系统的主要心跳，因此通常需要保持低相位噪声。

低相位噪声振荡器小于250 fs-RMS在高性能应用中至关重要。这是因为高相位噪声水平可能导致高误码率（BER）甚至系统通信完全丢失。因此，从低相位噪声时钟源开始总是更安全，尤其是在高端应用中。如下图所示，补偿振荡器可以显著降低高振动环境中的相位噪声。

硬件设计人员通常不会对系统的所有关键元件都有一套全面的相位噪声要求。在这种情况下，参考设计很有帮助，因为设计的振荡器已经过审查。

选择值得信赖和久经考验的振荡器供应商有许多低噪音选项，也是帮助您找到最佳选择的好方法。一开始为了更好的相位噪声要求而付出稍高的成本可能是值得的，然后在需要时放松这些要求。

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3.你的频率需要改变吗？

在决定应用所需的频率时，您可能会遇到以下几种情况:

1. ●您需要一个保持单一特定频率的振荡器（例如10MHz振荡器）。
2. ●您可能需要更改晶体振荡器提供的频率（例如，需要在297MHz和297/1.001MHz贴片晶振两种不同视频帧速率之间切换的视频成帧器）。
3. ●作为裕量测试的一部分，您需要故意向振荡器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，但他们知道需要一个振荡器来提供参考。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:

1. ●双通道和四通道振荡器可以提供多个预存频率。
2. ●I2C可编程XOs其在宽频率范围内提供一致的低相位噪声能力。该选项提供最大的频率灵活性，可以重新编程为几乎无限的频率可能性。

4.频率稳定性对您的设计有多重要？

简单地说，频率稳定度振荡器的频率偏离所需频率输出的程度。频率漂移的发生取决于多种因素，包括温度、外部振动和重力。如果频率漂移超过应用要求，很可能会出现时序误差或通信完全中断。

对于精密军事和国防技术等关键应用，频率稳定性以百万分之一（ppm）表示，有时甚至以十亿分之一（ppb）表示。

Bliley石英晶体会在很长一段时间内慢慢老化，这导致输出频率随时间缓慢漂移。一家优秀的晶体振荡器供应商将显示在给定温度（通常为25℃）下1年、5年和10年等不同时间段的老化水平。如有疑问，更安全的做法是在更严格的条件下使用具有保证规格的计时设备，以提供更多的设计余量。