振蕩器歷來是由連接到模擬保持電路的石英晶體諧振器制成的,該電路驅(qū)動諧振器以特定頻率振動.現(xiàn)在,還有一種替代方案-硅MEMS振蕩器-這些器件在嘈雜的環(huán)境中性能優(yōu)于石英晶體振蕩器.驅(qū)動更高速的電信和移動應(yīng)用對時鐘源提出更高的要求.另外,更復(fù)雜的電子設(shè)備和更高的時鐘頻率使得時鐘設(shè)備在嘈雜的環(huán)境中繼續(xù)表現(xiàn)良好.本文介紹了在石英晶振和硅MEMS振蕩器上進行的對比實驗的結(jié)果.數(shù)據(jù)表明,MEMS振蕩器在現(xiàn)實環(huán)境條件下優(yōu)于石英晶振.

振蕩器供應(yīng)商提供每個產(chǎn)品的數(shù)據(jù)表,說明頻率穩(wěn)定性,抖動和相位噪聲等性能參數(shù).盡管數(shù)據(jù)手冊是選擇計時設(shè)備的良好指標,但用戶還必須評估這些設(shè)備在實際環(huán)境條件下的表現(xiàn).在模擬真實操作環(huán)境中所見的條件下進行測試,可以提供有關(guān)真實組件性能的有價值信息.受到諸如電磁干擾（EMI）,振動以及來自電源或其他系統(tǒng)組件的環(huán)境壓力的有源晶振,石英振蕩器的性能與理想條件下的振蕩器相比將會降低.最終,環(huán)境壓力因素可能會降低設(shè)備的可靠性和使用壽命.在實際情況下考慮振蕩器的性能非常重要.

硅MEMS振蕩器與石英晶體振蕩器相比具有一些固有的優(yōu)勢,可以使它們在各種環(huán)境中可靠地工作.ILSI MMD開發(fā)了MEMSFirstTM工藝,其中諧振器完全封裝在硅中并封裝在微型真空室內(nèi).非常小的諧振器質(zhì)量和剛性硅晶體結(jié)構(gòu)的組合使其具有耐用性,并且非常耐外部應(yīng)力,如沖擊和振動.此外,振蕩器中優(yōu)化設(shè)計的模擬電路可在電噪聲條件下提供高性能.

圖1中的MEMS振蕩器架構(gòu)示意圖顯示了有助于提高性能和可靠性的關(guān)鍵組件,包括精細調(diào)諧的硅MEMS諧振器,振蕩器維持電路,高精度N分頻鎖相環(huán)（PLL）以及具有全差分電路.

大多數(shù)石英振蕩器供應(yīng)商都是石英晶體諧振器的專家,但不一定是電路設(shè)計.他們通常將模擬電路外包出去,并且必須購買專門用于各種晶體的芯片,而不是針對特定的諧振器進行優(yōu)化.相比之下,ILSI晶振集團擁有世界級的模擬設(shè)計師團隊,他們設(shè)計了與ILSI MMD的MEMS振蕩器一起使用的所有電路.ILSI MMD在ILSI MMD振蕩器產(chǎn)品的性能和靈活性方面取得了顯著進步,結(jié)果是ILSI MMD的MEMS振蕩器比嘈雜的環(huán)境條件下的石英晶體器件更有彈性.