解开遥遥领先HELE Active Crystal Oscillator神秘面纱，晶体与振荡器:解开这些组件

在电子领域，晶体和振荡器是技术讨论中经常出现的两个术语。虽然它们可能看起来相似，但深入探究就会发现显著的区别。本文旨在揭示这些差异，重点关注晶体、MEMS和硅振荡器，并对比它们的优势。

破解晶体与振荡器难题

为了理解晶振和晶体振荡器的区别，有必要理解每个术语所代表的含义。当受到电压时，晶体充当机械谐振器，产生具有精确频率的电信号。相反，振荡器是一种能够在没有输入信号的情况下产生输出信号的电子电路。

晶体与晶体振荡器

根本区别在于它们的运行机制。谐振器使用晶体，振荡器利用谐振器(通常是晶体)来维持振荡。振荡器电路中晶体的这种集成产生了术语“晶体振荡器”

精密设备晶体

精密晶体设备在计算机、手机和其他电子设备中至关重要。因此，许多制造商提供这些元件的精密规格，以满足用户需求。

今天的人类认为晶体振荡器是最可靠的计时设备之一。根据工作负载和要求，他们可以将它们用于时钟信号等低频操作。

晶体振荡器的优势

晶体振荡器有几个优点，因此在各种应用中被广泛采用。它们的主要卖点是能够提供稳定的时钟信号。它们的高频稳定性和极小的相位噪声使它们以产生高质量信号而闻名。

石英晶体振荡器的吸引力不仅仅在于它们的性能。这些振荡器中使用的石英晶体既小又便宜。这使得它们成为省钱和节省空间的好选择。此外，连接晶体振荡器的简单性使得将它们集成到电路中变得简单易行。

MEMS振荡器与晶体振荡器:一场平衡竞赛

当比较MEMS振荡器和晶体振荡器时，两个竞争者都有独特的优势。MEMS(微机电系统)振荡器利用微小的机械装置作为谐振器。它们的突出特点是出色的温度性能，比其他晶体振荡器高出10到40倍。

另一方面，晶体振荡器在相位噪声/抖动和电流消耗方面胜过MEMS振荡器。因此，选择MEMS振荡器还是晶振取决于应用的具体需求。解开遥遥领先HELE Active Crystal Oscillator神秘面纱.

MEMS与晶体振荡器

MEMS振荡器体积小、效率高、耐用、在不同条件下稳定，功耗低、尺寸小。它们还拥有诱人的价格点。然而，与晶体振荡器相比，MEMS振荡器的相位噪声性能通常较差。

晶体振荡器与MEMS振荡器

晶体振荡器具有出色的相位噪声/抖动性能，同时价格相对低廉。它们还能更好地承受极端温度，温度性能比MEMS振荡器高10-40倍。

遥遥领先HELE高频石英晶体支持蜂窝网络，晶体具有独特的分子结构，拥有以特定频率振动的非凡能力。这些振动被广泛应用，包括精密计时、通讯系统和电子设备。在这篇博文中，我们将深入研究晶体振动的频率，探索精密晶体的概念，并提供对高频晶体的见解。

遥遥领先思佳讯高质量压控晶体振荡器编码，计时设备代表了一个庞大、稳定增长的数十亿美元市场，其中包括时钟发生器和缓冲器IC以及频率控制装置。时间的大尺寸若你们考虑到几乎所有的电子设备都包含定时IC，市场就不足为奇了。鉴于计时产品对电子行业的重要性，令人惊讶的是计时速度如此之慢近年来技术不断进步。事实上，在过去的二十年里，计时设备供应商以惊人的缓慢创新速度交付了时钟和频率控制产品。然而，嵌入式市场的最新趋势和该领域新供应商的进入推动时序技术的创新，帮助设计者提高系统性能，简化他们的设计，并减少了他们对具有历史悠久的交付周期的定时设备的依赖。

传统嵌入式设计历来专注于网络和存储等应用系统、工业自动化和控制、销售点（POS）系统、测试和测量设备、家庭和建筑自动化以及医疗系统。（有关在具有PCI Express连接的存储应用程序中使用的时钟IC。）

主流x86 PC芯片组，或这些芯片组的略微修改版本，通常用于嵌入式应用程序。为了满足嵌入式系统的要求，x86芯片组必须实现工业级合规，并且它们的使用寿命通常超过六年。如果传统的芯片组架构需要对主系统时钟进行修改不频繁且相对较小，并且适应这些时钟变化通常是有意义的通过在板上添加分立组件。在很大程度上，这种趋势保持了时机嵌入式系统的要求与其主流PC前辈非常相似。差异主要与某些产品的较长生产寿命及其一致性有关工业级。简而言之，嵌入式系统不需要对定时设备架构。
然而，在过去的七、八年里，CPU、图形的基本计算架构/VGA控制器、内存控制器和I/O接口在大量新兴的最终压控晶体振荡器产品需要一个操作系统，而且数量有限应用程序。这种市场动态扩大了嵌入式市场工业将包括更广泛的消费者和企业系统，以及小尺寸处理模块。定时设备已经相应地发展，以满足不断变化的需求今天的嵌入式系统。
要了解定时技术是如何发展以满足嵌入式应用程序的需求的有助于理解主系统设计的三个最新趋势。
首先要考虑的因素是最近主流PC中基本定时功能的集成历史上作为总时序解决方案的一部分从外部提供的芯片组。这些芯片组的嵌入式版本可能需要较小的时序组件，通常在扩展缓冲器或独立互补时钟发生器的形式。遥遥领先思佳讯高质量压控晶体振荡器编码.
第二个因素是引入了专门针对嵌入式应用程序的新芯片组并且主要依赖于外部主系统时钟发生器。这些定时装置灵活处理从小型处理器模块到大型主板等多种形状因素。
第三个因素是x86之外的处理体系结构的传播增加不同的系统时钟要求，主要在消费者和企业中嵌入式应用程序的部分。

领先全球Skyworks振荡器专用于高速通信，随着通信和数据中心应用程序向更高的数据速率过渡以快速提供支持，随着互联网流量需求的增加，SerDes参考时钟的性能也越来越高重要的如果参考时钟抖动过高则会导致不可接受的高系统误码率（BER），流量丢失或系统通信丢失。此外，56G PAM4 PHY、100G/200G/400G以太网、100G/400G OTN需要不同的频率组合从而进一步增加了时序复杂性。

Skyworks最新的Si54x Ultra系列晶体振荡器产品专为这些要求苛刻的高速通信和数据中心应用程序。这些高性能振荡器提供任何频率合成，80fs RMS的超低抖动，可用于标准的小型振荡器脚印。通过提供最佳的包含抖动裕度和频率灵活性，我们的Ultra系列使其变得简单为硬件设计师提供充满信心的设计和降低风险的产品开发。

图2显示了使用Skyworks专有的第四代DSPLL的另一种方法建筑学DSPLL技术使用具有内环和外环的双环PLL架构来实现了低带宽抖动衰减PLL。内环起数字控制振荡器的作用（DCO）。内环是基于低相位噪声15GHz模拟的宽带PLL LC振荡器。石英晶体振荡器不是用模拟电路控制VCO，而是用数字控制使用高分辨率frac-N反馈除法器。frac-N反馈除法器以精确的步长进行调制以使整个内部环路能够作为DCO进行操作。LC振荡器提供宽的调谐范围，使得内环PLL能够在宽的频率范围上操作。一种低成本的基本模式，使用不可拉晶体作为内环参考。环路滤波器功能以数字方式实现而不需要分立的部件。
DSPLL外环执行三个功能：与外部提供的参考同步时钟、抖动衰减和时钟倍增。由于内环是数字控制的，因此DSPLL外环可以类似地使用高度数字化的架构来实现。DSPLL外环滤波器完全使用先进的模数转换器（ADC）和数字信号在芯片上实现基于DSP的架构，简化了印刷电路板（PCB）的布局和设计最大限度地提高对板级噪声的抗扰度。此体系结构的另一个好处是用户可编程性关键PLL参数，例如PLL环路带宽。有效频率调谐分辨率该架构的精度为万亿分之一（ppt），能够实现非常精确的PLL控制。DSPLL体系结构不需要更改物料清单（BOM）来支持不同的输入和输出频率和环路带宽。

图2提供了Skyworks新的Ultra系列第4代DSPLL的高级概述建筑学与需要复杂批量生产的传统振荡器方法不同工艺和不同频率的不同晶体，Si54x结构结合了简单、高品质固定频率晶体和Skyworks最新一代DSPLL，可产生任何频率。这个在输出测试期间，设备被编程并定制为目标频率。使用这种创新Si54x可以很容易地进行大规模定制，以满足每个客户的独特要求。这个Si54x Ultra有源晶振系列支持从200 kHz到1.5 GHz的任何频率，使单个产品系列能够轻松支持标准和自定义频率应用程序。领先全球Skyworks振荡器专用于高速通信.
第4代DSPLL采用业界领先的55 nm CMOS技术设计，充分利用了数字架构，提供一流的频率灵活性和抖动性能。输入DSPLL的相位检测器从模拟转换为数字，使DSPLL能够完全在数字领域。这种全数字化的方法有多种好处。第一，数字控制振荡器（DCO）可以用小到<1ppb的步长来精确控制，以跟踪参考时钟和反馈时钟。DCO增益较小，使电路不易受噪声影响比传统的模拟PLL。其次，DSPLL支持一种创新的相位误差消除使用高级数字信号处理来消除由于延迟、非线性和温度效应。这些体系结构特征确保了整个过程中一致的设备性能，电压和温度。因此，Skyworks的第4代DSPLL架构提供了超低功耗整个工作范围内的抖动。

遥遥领先瑞萨单端有源晶振频率精度测量，我们讨论了典型RA系列微控制器上的一些外设，这些外设允许您创建完整的自治子系统，管理典型微控制器应用中的许多典型内务处理和I/O密集型任务。这种基本低级任务的自动化可以极大地减少对CPU时间的需求，减少需要服务的中断数量，并且通常可以显著地有助于降低系统功耗。

在这篇博客中，我想看看另一个更不寻常的和不太为人所知的外设RA微控制器系列时钟频率精度测量电路或CAC。时钟与石英晶体振荡器频率精度测量电路旨在让我们能够检查RA微控制器上可用的许多内部和外部时钟源的精度，方法是允许我们自动将这些时钟源相互参照，并在比较结果出现意外偏差时发出指示。

CAC最初旨在通过启用时钟系统的自测功能来帮助我们提高系统的安全性和可靠性，但正如您将看到的，它还有其他用途。

你可以在这里看到CAC的框图。

CAC允许我们从广泛的内部和外部时钟源中进行选择，既可以作为参考信号，也可以作为目标时钟，以确认振荡速度。

对于内部片内晶体振荡器、HOCO、MOCO和LOCO以及独立看门狗iWDT时钟，通常可以从主时钟和32 kHz外部时钟输入中选择输入。您也可以选择内部外设时钟PCLKB作为输入。然后，可以通过选择适当的分频比来调整每个时钟输入，包括参考时钟和目标时钟。

这些时钟均可选择作为参考时钟或目标时钟，参考信号有一个额外选项，您也可以选择外部时钟输入，以便从外部测试设备输入精确的参考时钟。

参考时钟被用作时基，并且在参考时钟的一个周期期间出现的要被测量的时钟的时钟脉冲的数量在寄存器中被计数。测量周期结束后，计数寄存器中的脉冲数与CAC比较寄存器中存储的最小和最大预期值进行比较，如果检测到时钟和贴片有源晶振超出范围，就会产生中断。

这是检查内部时钟校准设置是否正确，或者时钟寄存器初始化是否存在可能导致时序错误的问题的理想方法。最棒的是，一旦设置好，它就可以自主运行，如果系统检测到错误，您可以获得中断。如果计数器溢出或在每次测量结束时，您也可以生成一个错误，因为您可能只是偶尔想使用此功能来检查各种时钟源的准确性。

Cardinal Quartz Crystal频率的变化，具备灵活性超级强的Cardinal公司，通过自身的努力，拥有一流的服务团队和高端的生产技术，以及快速交付的能力，并能够在最短时间满足用户的需求。Cardinal Components制造和供应SMD晶体和振荡器，为您提供您需要的优质产品。我们的目标是贴近客户。我们的目标是高效、创新和灵活地识别和响应客户的需求。

石英晶体单元是振荡器电路，通过将机械振动转换为特定频率的电流。这是通过通过“压电”效应。压电是由压力产生的电。在压电材料中将产生沿一个轴施加的机械压力在沿着右边的轴产生电荷的过程中与第一个成角度。在一些材料中，发现了正面压电效应，这意味着轴两端的电场将导致机械沿与第一轴线成直角的轴线的偏转。石英是在机械、电气和化学性能方面，特别适合制造频率控制装置。在特定频率和温度范围内振荡的石英晶体单元已经开发出来。

石英晶体最实用的原料是结晶二氧化硅，SiO2。这是由于其机械和化学稳定性，以及良好的压电性能常数材料中的小摩擦损失保证了制造非常高质量因素。
在自然界中，二氧化硅有不同的形式其中石英。尽管地球表面的14%由二氧化硅组成，很少发现合适尺寸和必要纯度的石英。因此，培养的石英具有已开发。培养的石英是由二氧化硅的热饱和溶液制成的，在大型钢制高压灭菌器中，温度为大约400°C的温度和1000 Kgs的压力/cm2晶体的轴向生长由种植在高压灭菌器中的预先切割的种子控制。增长率
可以高达每天2.5毫米。为了实现纯晶体、可控的缓慢生长速率是优选的。培养石英的石英晶体产量较高与使用生长石英时相比。

温度系数与频率有关石英坯料相对于作为石英的函数的温度变化的稳定性、振动模式，以及切割类型。高频AT晶体的频率-温度曲线，称为特定温度范围下的频率偏差（PPM）（以°C为单位），曲线族可用于定义最大切割中心周围的允许偏差（以分钟为单位）空白。
在各种元素中，“AT”切割已成为最受欢迎的是，因为它在相对较高的频率下可用，表现出优异的频率与温度稳定性，并且以合理的成本广泛可用。

瑞斯克OCXO与TCXO之间的差异化，CRYSTEK公司高性能技术领域的全球领导者，主要向市场提供低抖动低电压的石英晶体振荡器，OCXO恒温晶振，TCXO温补晶振等产品，随着市场的需求增长，CRYSTEK开始针对于OCXO和TCXO晶振进行深入探究，并将自身的研究成果公布于网站之中，使得广大用户对于晶振产品了解不断加深，也为CRYSTEK高质量产品埋下良好的发展路途，Crystek Corporation的广泛产品包括各种终端市场，包括无线、微波无线电、电信、工业、企业、航空航天和政府部门。

石英基器件，主要是体声波（BAW）器件，长期以来一直是通过该标准对所有商业上可获得的时钟源进行了比较。的历史石英晶体是一种非常稳定、高质量的频率控制谐振器，有充分的文献证明普遍认可。基于石英的频率控制设备的频率与温度响应、老化、抖动和相位噪声特性都记录在工业然而，这种特性与利用新技术的频率控制装置之间缺乏简洁的技术比较。在MEMS和这项分析的作者开始将其他设备与已建立的石英基设备进行比较2007年的一项研究，并于2008年发表了《频率控制装置的比较分析》。这比较研究是对早期基准分析的更新和扩展。

这项研究在相同的测试条件下应用了标准测量技术以下设备，以便提供性能和能力的直接比较：
I MEMS I振荡器（制造商A）
II MEMS II振荡器（制造商B）
III以石英晶体为谐振器的可编程M/N倍频振荡器（制造商C）
V无石英振荡器-无任何外部的温度补偿L/C振荡器，谐振器
V传统石英（体声波）时钟晶体振荡器

所有研究的设备都是从一家国家电子元件分销商处购买的很容易在市场上买到。CRYSTEK公司制造的零件从工厂取出库存.

本文给出的结果基于已建立的频率控制测量技术采用了当时市场上可买到的当前测试技术2012年研究。除非另有说明，所有试验均在相同条件下进行。

Ovenized Crystal Oscillator（OCXO）通常用于高精度频率应用。这种方法将晶体和相关振荡器电路加热到结晶图2显示了OCXO应用程序中使用的上部转折点的一部分。

这些振荡器的晶体是这样制造的，所以上转折点高于最高点指定的温度范围。晶体和相关电路被加热至晶体上该点附近的狭窄温度窗口，设备被调谐到温度。
温度稳定的环境具有一些固有的优点。这种方法降低了前面提到的温度系数效应。图3显示了当EFC变化为+/-4ppm和+/-8ppm时OCXO的频率-温度特性至TCXO晶振。数据显示OCXO与控制电压变化相关的稳定性在与50-100ppb的TCXO相比。

美国Micrchip晶体振荡器编码详情，有着极强品牌意识的Microchip公司，通过不断塑造自身的价值，以及不断打磨高质量的产品，从而形成了独特的差异化，随着经年累月的经验形成其独特的核心竞争力，一直以来Microchip公司以高质量的石英晶体振荡器为主，持续优化与迭代产品，使得其能够保持超强的竞争优势，从而在不确定性的市场之中来回穿梭。

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有关产品级合规信息，包括但不限于欧盟RoHS、欧盟REACH、中国RoHS和材料成分声明(MCD)，请使用我们的PMC搜索工具。

If you want to equip your product with an oscillator, and there is hardly an electronic application that can do without, you must define the operating voltage of your application first because oscillators are usually “calibrated” to a specific voltage value. A precise frequency requires a constant and predetermined working voltage. If deviations occur, the oscillator will create an inaccurate frequency, which can ultimately lead to malfunctions. This is an industry standard, but now, with the new DSC1003 and DSC1004 crystal oscillators, Microchip provides more flexibility.

如果您想为产品配备振荡器，并且几乎没有哪种电子应用离不开振荡器，您必须首先定义应用的工作电压，因为振荡器通常被“校准”到特定的电压值。精确的频率需要恒定且预定的工作电压。如果出现偏差，振荡器将产生不准确的频率，最终导致故障。这是一个行业标准，但现在，随着新的DSC1003和DSC1004晶体振荡器，Microchip提供了更多的灵活性。