1、晶振的種類

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，電氣性能規(guī)范多種多樣。大的方面有貼片式和直插式兩種，每種都具有不同的封裝尺寸并對應不同的封裝代號。貼片晶振由于采用了表面貼裝的安裝方式，尺寸都做的比較小，例如藍牙耳機或智能手機中經(jīng)常用到的是尺寸較小的產(chǎn)品：4025（4.0*2.5mm）、3225（3.2*2.5mm）、2520（2.5*2.0mm）封裝等。常規(guī)用途的封裝尺寸如5035、6035等。較大尺寸的有7050、8045等。從功能和用途方面，它有好幾種不同的類型，主要有：電壓控制晶體振蕩器（VCXO）、恒溫箱晶體振蕩器（OCXO），以及數(shù)字補償晶體振蕩器（DCXO）、溫度補償晶體振蕩器（TCXO）。每種類型都有自己的性能。

2、選型過程中對頻率穩(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。

2.1、設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。

2.2、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 。

2.3、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、PECL 和正弦波輸出。每種輸出類型都有它的波形特性和用途。應該關注三態(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 ）

2.4、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)技術的振蕩器一般呈現(xiàn)較差的相位噪聲性能。

2.5、抖動與相位噪聲相關，但是它在時域下測量。以微秒表示的抖動可用有效值或峰值測出。許多應用，例如通信網(wǎng)絡、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。

2.6、電源和負載的影響

振蕩器的頻率穩(wěn)定性亦受到振蕩器電源電壓變動以及振蕩器負載變動的影響。正確選擇振蕩器可將這些影響減到最少。設計者應在建議的電源電壓容差和負載下檢驗振蕩器的性能。不能期望只能額定驅動15pF 的振蕩器在驅動50pF 時會有好的表現(xiàn)。在超過建議的電源電壓下工作的振蕩器亦會呈現(xiàn)壞的波形和穩(wěn)定性。

2.7、對于需要電池供電的器件，一定要考慮功耗。引入3.3V 的產(chǎn)品必然要開發(fā)在3.3V 下工作的振蕩器。----較低的電壓允許產(chǎn)品在低功率下運行。現(xiàn)今大部分市售的表面貼裝振蕩器在3.3V 下工作。許多采用傳統(tǒng)5V 器件的穿孔式振蕩器正在重新設計，以便在3.3V 下工作。

2.8、封裝尺寸

與其它電子元件相似，時鐘振蕩器亦采用愈來愈小型的封裝。例如，M-tron 公司的M3L/M5L系列表面貼裝振蕩器現(xiàn)在采用3.2×5.0×1.0mm 的封裝。通常，較小型的器件比較大型的表面貼裝或穿孔封裝器件更昂貴。小型封裝往往要在性能、輸出選擇和頻率選擇之間作出折衷。

2.9、工作環(huán)境

振蕩器實際應用的環(huán)境需要慎重考慮。例如，高的振動或沖擊水平會給振蕩器帶來問題。

2.10、除了可能產(chǎn)生物理損壞，振動或沖擊可在某些頻率下引起錯誤的動作。這些外部感應的擾動會產(chǎn)生頻率跳動、增加噪聲份量以及間歇性振蕩器失效。----對于要求特殊EMI 兼容的應用，EMI 是另一個要優(yōu)先考慮的問題。除了采用合適的P C 母板布局技術，重要的是選擇可提供輻射量最小的時鐘振蕩器。一般來說，具有較慢上升/下降時間的振蕩器呈現(xiàn)較好的EMI 特性。

2.11、對于70MHz 以下的頻率，建議使用HCMOS 型的振蕩器。對于更高的頻率，可采用ECL型的振蕩器。ECL 型振蕩器通常具有總噪聲抑制，甚至在10 至100MHz 的較低頻率下，PECL 型也比其它型的振蕩器略勝。