在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，直觀的想法往往是“需要多少頻率，就選相應(yīng)頻率的晶振”。但在通信設(shè)備、處理器和高速數(shù)字系統(tǒng)中，我們更常見的方案卻是：先選用一顆穩(wěn)定的低頻晶振，再通過倍頻或PLL生成所需的高速時(shí)鐘。這種設(shè)計(jì)并非多此一舉，而是由晶振的物理特性和系統(tǒng)級(jí)穩(wěn)定性共同決定的。

晶振的物理特性

石英晶體振蕩器依賴石英的機(jī)械諧振特性工作。晶振頻率越高，晶片就需要加工得越薄，對(duì)工藝精度、封裝和環(huán)境的要求也隨之提高。這不僅增加了制造難度，還會(huì)帶來一致性下降、老化加快和穩(wěn)定性變差等問題。

在工程實(shí)踐中，幾十MHz以內(nèi)的晶振技術(shù)最成熟，頻率穩(wěn)定度高、相位噪聲低、對(duì)電源和PCB布局也相對(duì)不敏感。而直接使用高頻晶振，往往更容易受到電源噪聲、負(fù)載變化和布線寄生參數(shù)的影響，反而不利于系統(tǒng)整體穩(wěn)定。

倍頻與鎖相環(huán)的作用

為了在保證穩(wěn)定度的前提下獲得更高頻率，現(xiàn)代高速系統(tǒng)幾乎都依賴鎖相環(huán)PLL進(jìn)行頻率合成。PLL以低頻晶振作為參考源，通過閉環(huán)控制，使內(nèi)部振蕩器輸出與參考頻率保持固定倍數(shù)關(guān)系。一旦PLL鎖定，高頻時(shí)鐘的長(zhǎng)期頻率準(zhǔn)確度直接繼承自參考晶振，而不取決于內(nèi)部振蕩器本身的絕對(duì)穩(wěn)定性。

倍頻系統(tǒng)中的晶振選擇

從系統(tǒng)角度看，晶振并不是一個(gè)孤立的頻率器件，而是整個(gè)時(shí)鐘體系的基礎(chǔ)。在倍頻和頻率合成應(yīng)用中，更合理的思路是圍繞系統(tǒng)瓶頸分層選擇方案：

- 大多數(shù)應(yīng)用優(yōu)先選用低相位噪聲晶振；  

- 當(dāng)溫度變化或長(zhǎng)期穩(wěn)定性成為關(guān)鍵因素時(shí)，再在此基礎(chǔ)上采用溫補(bǔ)晶振TCXO。

- 低相位噪聲晶振 -

參考源中的相位噪聲和抖動(dòng)，往往會(huì)隨著倍頻被一同放大。因此，在以低頻晶振作為PLL參考源的系統(tǒng)中，優(yōu)先選擇低相位噪聲、適合頻率合成應(yīng)用的晶振尤為關(guān)鍵。

KOAN有多款低噪聲特性晶振可供選擇：

- 4引腳，6引腳，8引腳；

- CMOS輸出，LVDS輸出，HCSL輸出等。

- 溫補(bǔ)晶振 - 

在工業(yè)控制、戶外通信或?qū)﹂L(zhǎng)期頻率一致性要求較高的應(yīng)用中，溫度變化往往成為主要挑戰(zhàn)。普通晶振的頻率會(huì)隨溫度漂移，當(dāng)這種漂移影響系統(tǒng)性能時(shí)，就需要進(jìn)一步提升參考源的溫度穩(wěn)定性。

溫補(bǔ)晶振TCXO通過對(duì)晶體溫度特性的補(bǔ)償，使頻率在較寬溫度范圍內(nèi)保持更高一致性，從而提升整個(gè)倍頻與頻率合成系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下的可靠性。

KOAN晶振有各尺寸的溫補(bǔ)晶振可供選擇：

- 貼片1612，2016，2520，3225， 5032，7050；

- 直插DIP14；

- CMOS輸出，LVDS輸出，True Sine輸出，Clipped Sine輸出等。

KOAN晶振

為了讓設(shè)計(jì)與選型用戶在選型時(shí)更高效，凱擎小妹在KOAN晶振官網(wǎng)的參數(shù)選擇頁面完善常用頻率下拉列表，可快速選擇，提高選型效率。如果您的設(shè)計(jì)需要列表之外的頻率，也可以直接輸入。

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