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,并由溫度補償電路及獲取任意頻率的鎖相環電路構成.本次進行特性比較的振蕩器基本結構如《圖1》所示.從基本結構可以看出,石英晶體振蕩器的結構簡潔,而全硅MEMS振蕩器的結構復雜,包括諧振單元部分、鎖相環部分及溫度補償部分.受復雜結構的影響,導致振蕩器在噪音增幅、消耗電流的增加等性能方面出現各種差異,《表1》表示振蕩器源自結構差異的不同特征.在此,我們通過石英晶體振蕩器與全硅MEMS振蕩器的性能比較,介紹作為基準信號源所需特征.

表1 振蕩器的不同結構所引起的特征差異

振蕩器的結構種類	特征
石英晶體（基波）振蕩器	利用石英的基波振蕩使電路結構單純簡潔,耗電量少,并具有優越的噪音和抖動特征
全硅MEMS振蕩器	使用鎖相環電路便于獲得任意頻率,但電路結構復雜造成耗電量增大.而且,全硅MEMS振蕩器使用小數分頻鎖相環電路對全硅MEMS諧振單元進行溫度補償,為此將產生間斷性的頻率跳動,致使噪音與抖動特性變差.

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石英和全硅MEMS兩種材質的振蕩器結構及特征差異

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