包裝好的石英晶體是一個(gè)經(jīng)過(guò)精細(xì)切割和拋光的石英晶體，當(dāng)施加電輸入時(shí)，它會(huì)以非常特定的頻率共振。當(dāng)連接到集成振蕩器電路的設(shè)計(jì)時(shí)，石英晶體提供時(shí)鐘合成和精確定時(shí)。石英晶體本身不提供時(shí)鐘輸出。

由于成本、尺寸和功耗限制，大多數(shù)消費(fèi)電子和電池供電應(yīng)用都使用標(biāo)準(zhǔn)石英晶體（以及片上系統(tǒng)（SoC）器件）。

A 石英晶體振蕩器（XO）是一個(gè)完整的器件，包含石英晶體、振蕩器電路、輸出驅(qū)動(dòng)器和潛在的鎖相環(huán)（PLL）。與單獨(dú)的石英晶體不同，振蕩器做提供時(shí)鐘輸出。

晶體振蕩器更常用于高端應(yīng)用，如數(shù)據(jù)中心、電信、衛(wèi)星通信，國(guó)防作戰(zhàn)和PNT，車載晶振等等。這是因?yàn)榧词乖跇O端溫度、振動(dòng)和g敏感的環(huán)境中，振蕩器也能更好地保持其頻率和低相位噪聲。另一個(gè)好處是振蕩器集成了電源噪聲抑制將電路板級(jí)相位噪聲的影響降至最低。

2，您需要什么樣的相位噪聲性能？

說(shuō)到相位噪聲，必須知道保持低相位噪聲對(duì)您的應(yīng)用有多重要。

石英晶振從最基本的角度來(lái)看，相位噪聲是指時(shí)鐘頻率信號(hào)中的失真量或額外噪聲。由于石英晶體振蕩器通常是計(jì)時(shí)系統(tǒng)的主要心跳，因此通常需要保持低相位噪聲。

低相位噪聲振蕩器小于250 fs-RMS在高性能應(yīng)用中至關(guān)重要。這是因?yàn)楦呦辔辉肼曀娇赡軐?dǎo)致高誤碼率（BER）甚至系統(tǒng)通信完全丟失。因此，從低相位噪聲時(shí)鐘源開始總是更安全，尤其是在高端應(yīng)用中。如下圖所示，補(bǔ)償振蕩器可以顯著降低高振動(dòng)環(huán)境中的相位噪聲。

硬件設(shè)計(jì)人員通常不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的所有關(guān)鍵元件都有一套全面的相位噪聲要求。在這種情況下，參考設(shè)計(jì)很有幫助，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的振蕩器已經(jīng)過(guò)審查。

選擇值得信賴和久經(jīng)考驗(yàn)的振蕩器供應(yīng)商有許多低噪音選項(xiàng)，也是幫助您找到最佳選擇的好方法。一開始為了更好的相位噪聲要求而付出稍高的成本可能是值得的，然后在需要時(shí)放松這些要求。

相關(guān):理解相位噪聲的終極指南

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3，你的頻率需要改變嗎？

在決定應(yīng)用所需的頻率時(shí)，您可能會(huì)遇到以下幾種情況:

●您需要一個(gè)保持單一特定頻率的振蕩器（例如10MHz振蕩器）。

●您可能需要更改晶體振蕩器提供的頻率（例如，需要在297MHz和297/1.001MHz貼片晶振兩種不同視頻幀速率之間切換的視頻成幀器）。

●作為裕量測(cè)試的一部分，您需要故意向振蕩器添加一個(gè)小的頻率偏差，以對(duì)系統(tǒng)級(jí)設(shè)置和保持時(shí)間進(jìn)行壓力測(cè)試。

很多時(shí)候，設(shè)計(jì)工程師可能不知道最終設(shè)計(jì)需要的確切頻率，但他們知道需要一個(gè)振蕩器來(lái)提供參考。在這種情況下，有兩種主要類型的振蕩器可以提供解決方案:

●雙通道和四通道振蕩器可以提供多個(gè)預(yù)存頻率。

●I²C可編程XOs其在寬頻率范圍內(nèi)提供一致的低相位噪聲能力。該選項(xiàng)提供最大的頻率靈活性，可以重新編程為幾乎無(wú)限的頻率可能性。

4，頻率穩(wěn)定性對(duì)您的設(shè)計(jì)有多重要？

簡(jiǎn)單地說(shuō)，頻率穩(wěn)定度振蕩器的頻率偏離所需頻率輸出的程度。石英晶振頻率漂移的發(fā)生取決于多種因素，包括溫度、外部振動(dòng)和重力。如果頻率漂移超過(guò)應(yīng)用要求，很可能會(huì)出現(xiàn)時(shí)序誤差或通信完全中斷。

對(duì)于精密軍事和國(guó)防技術(shù)等關(guān)鍵應(yīng)用，頻率穩(wěn)定性以百萬(wàn)分之一（ppm）表示，有時(shí)甚至以十億分之一（ppb）表示。

Bliley石英晶體會(huì)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)慢慢老化，這導(dǎo)致輸出頻率隨時(shí)間緩慢漂移。一家優(yōu)秀的晶體振蕩器供應(yīng)商將顯示在給定溫度（通常為25℃）下1年、5年和10年等不同時(shí)間段的老化水平。如有疑問(wèn)，更安全的做法是在更嚴(yán)格的條件下使用具有保證規(guī)格的計(jì)時(shí)設(shè)備，以提供更多的設(shè)計(jì)余量。

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