泛音晶體振蕩器和基頻晶體振蕩器有何區(qū)別？

晶體振蕩器是現(xiàn)代電子系統(tǒng)中不可或缺的頻率源，廣泛應(yīng)用于通信、導(dǎo)航、航空航天、軍事等領(lǐng)域。

根據(jù)輸出頻率的不同，晶體振蕩器可分為泛音晶體振蕩器和基頻晶體振蕩器。本文將詳細(xì)介紹泛音晶體振蕩器和基頻晶體振蕩器的區(qū)別。

一、振動模式

晶振一般分為基頻與泛音兩種類型。

晶振實質(zhì)上是石英晶片的機(jī)械振動，石英晶片的切割角度、厚度、晶片鍍銀工藝等多種因素決定了晶振頻率的大小、精度與穩(wěn)定性。

從制作工藝角度來看，石英晶振的頻率越高，則石英晶片越薄，比如40MHz的晶片厚度大約為41.75微米。

從技術(shù)層面來講，100MHz晶振所需晶片厚度則為16.7微米。我們都知道晶片為具備易碎特性，顯然這樣的厚度即使可以做到，但損耗會非常高，成品輕輕一跌晶片可能就會碎裂。

鑒于此，一般高頻晶振就要采用三次泛音、五次泛音、七次泛音技術(shù)。比如基頻為20MHz的晶振，三次泛音之后就可以得到60MHz的晶振。

一般情況下，40MHz以下的晶振都是基頻。而40MHz以上則較多為泛音晶振。我們常見的泛音晶振一般為三次泛音（3rd OVERTONE）。

二、頻率控制范圍

泛音晶體振蕩器能夠產(chǎn)生基頻及其倍頻輸出，因此其頻率控制范圍相對較窄。而基頻晶體振蕩器只輸出基頻，具有更寬的頻率控制范圍。這意味著基頻晶體振蕩器在需要高精度、寬頻率范圍的場合具有更好的適用性。

三、相位噪聲和抖動性能

基頻晶體振蕩器的相位噪聲和抖動性能要優(yōu)于泛音晶體振蕩器。這是因為在倍頻輸出時，泛音晶體振蕩器的相位噪聲和抖動性能會隨著倍頻數(shù)的增加而變差。

相比之下，基頻晶體振蕩器具有更低的相位噪聲和抖動，因此在高精度應(yīng)用中，如通信和導(dǎo)航系統(tǒng)，基頻晶體振蕩器更適合用作頻率源。

四、板載散熱能力

在實際應(yīng)用中，泛音晶體振蕩器在高精度應(yīng)用場景中更容易產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，需要更加有效的散熱方式。而基頻晶體振蕩器則相對較穩(wěn)定，散熱要求相對較低。

因此，在需要高精度、長時間穩(wěn)定運(yùn)行的應(yīng)用中，如航空航天和軍事領(lǐng)域，應(yīng)優(yōu)先考慮使用基頻晶體振蕩器。

五、應(yīng)用場景

在實際應(yīng)用中，基頻晶體振蕩器需要注意匹配適當(dāng)?shù)耐饨?a href="http://www.ttokpm.com/tags/電容/" target="_blank">電容，以實現(xiàn)更好的頻率控制和穩(wěn)定性。而泛音晶體振蕩器則需要電感和電容配合使用才可輸出泛音頻率。

此外，由于倍頻輸出時噪聲和抖動性能的變化，泛音晶體振蕩器在某些特定應(yīng)用中可能更合適，如需要高頻小信號輸出的場合。

綜上所述，泛音晶體振蕩器和基頻晶體振蕩器在頻率控制范圍、相位噪聲和抖動性能、板載散熱能力以及應(yīng)用場景方面存在明顯的差異。在選擇使用時，應(yīng)根據(jù)實際需求和具體應(yīng)用場景進(jìn)行綜合考慮。

例如，在需要高精度、寬頻率范圍的應(yīng)用中，應(yīng)優(yōu)先考慮使用基頻晶體振蕩器；而在需要高頻小信號輸出的場合，泛音晶體振蕩器可能更為合適。正確選擇合適的晶體振蕩器能夠為電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能提供重要保障。