石英晶体振荡器是以石英晶体单元的基波振荡为波源而构成的振荡器;全硅MEMS振荡器则以硅谐振单元为波源,并由温度补偿电路及获取任意频率的锁相环电路构成.本次进行特性比较的振荡器基本结构如《图1》所示.从基本结构可以看出,石英晶体振荡器的结构简洁,而全硅MEMS振荡器的结构复杂,包括谐振单元部分、锁相环部分及温度补偿部分.受复杂结构的影响,导致振荡器在噪音增幅、消耗电流的增加等性能方面出现各种差异,《表1》表示振荡器源自结构差异的不同特征.在此,我们通过石英晶体振荡器与全硅MEMS振荡器的性能比较,介绍作为基准信号源所需特征.

表1 振荡器的不同结构所引起的特征差异

振荡器的结构种类	特征
石英晶体（基波）振荡器	利用石英的基波振荡使电路结构单纯简洁,耗电量少,并具有优越的噪音和抖动特征
全硅MEMS振荡器	使用锁相环电路便于获得任意频率,但电路结构复杂造成耗电量增大.而且,全硅MEMS振荡器使用小数分频锁相环电路对全硅MEMS谐振单元进行温度补偿,为此将产生间断性的频率跳动,致使噪音与抖动特性变差.

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石英和全硅MEMS两种材质的振荡器结构及特征差异

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