石英晶體振蕩器是以石英晶體單元的基波振蕩為波源而構(gòu)成的振蕩器;全硅MEMS振蕩器則以硅諧振單元為波源,并由溫度補(bǔ)償電路及獲取任意頻率的鎖相環(huán)電路構(gòu)成.本次進(jìn)行特性比較的振蕩器基本結(jié)構(gòu)如《圖1》所示.從基本結(jié)構(gòu)可以看出,石英晶體振蕩器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔,而全硅MEMS振蕩器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,包括諧振單元部分、鎖相環(huán)部分及溫度補(bǔ)償部分.受復(fù)雜結(jié)構(gòu)的影響,導(dǎo)致振蕩器在噪音增幅、消耗電流的增加等性能方面出現(xiàn)各種差異,《表1》表示振蕩器源自結(jié)構(gòu)差異的不同特征.在此,我們通過(guò)石英晶體振蕩器與全硅MEMS振蕩器的性能比較,介紹作為基準(zhǔn)信號(hào)源所需特征.

表1 振蕩器的不同結(jié)構(gòu)所引起的特征差異

振蕩器的結(jié)構(gòu)種類(lèi)	特征
石英晶體（基波）振蕩器	利用石英的基波振蕩使電路結(jié)構(gòu)單純簡(jiǎn)潔,耗電量少,并具有優(yōu)越的噪音和抖動(dòng)特征
全硅MEMS振蕩器	使用鎖相環(huán)電路便于獲得任意頻率,但電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜造成耗電量增大.而且,全硅MEMS振蕩器使用小數(shù)分頻鎖相環(huán)電路對(duì)全硅MEMS諧振單元進(jìn)行溫度補(bǔ)償,為此將產(chǎn)生間斷性的頻率跳動(dòng),致使噪音與抖動(dòng)特性變差.

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石英和全硅MEMS兩種材質(zhì)的振蕩器結(jié)構(gòu)及特征差異

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