晶体与振荡器：为什么石英振荡器是高性能的首选

 

 

在设计需要关键功能时钟的项目时，选择元件的问题常常出现：您应该选择晶体还是晶体振荡器？答案取决于您的项目特有的多个因素。在某些情况下，晶体可能是首选。许多工程师在性能规格不是特别严格的情况下，或者出于项目的简单性及最终用户的期望，可能会选择振荡器的设计。

然而，当项目需要在宽广的温度范围内具备极其严格的稳定性，并且提供高质量、干净的信号至关重要时（例如医疗行业），石英晶体振荡器则是最佳选择。

比较晶体和石英振荡器的稳定性

由于温度变化，晶体的性能会下降。当这些温度变化发生时，晶体的频率将开始漂移。增强晶体的容差和稳定性需要额外的设计优化，包括使用具有控制功能的芯片来改善晶体的信号。

然而，振荡器主要特点是稳定性和高精度。在给定的温度范围内（例如，-40 °C ~ 85 °C），频率稳定性不会低于一定的百万分之几（例如，±10ppm）。

在为医疗技术、汽车、物联网、运输、工业或任何其他相关行业订购石英振荡器时，您可以获得直接解决方案，并清楚地了解其性能规格。

选择晶体而不是石英晶体振荡器

确实，一些不需要在温度范围内保持严格稳定性的应用可以使用晶体，而不是晶体振荡器。但是，此方法存在限制：

• 将模拟信号转换为数字信号：晶体在发射其预期频率时会产生正弦波。它需要额外的设计工作才能将其转移到数字领域，以满足当今高科技产品的需求。对于依赖数字化的行业，包括网络和通信、物联网和医疗设备，石英振荡器已经转换为方波信号并通过二进制数字进行通信。
• 频率范围：晶体限制了频率，这阻止了它们在某些需要某些高频规格的项目中使用。
• 引入风险：如果工程师选择设计分立振荡器，则会引入风险，包括冷焊点、影响信号噪声和精度的电路板电容问题、需要公差堆叠等。

晶体振荡器是许多应用的最佳选择，当规格和要求需要高效元件时。其他优势包括：

• 更低的电流消耗。
• 高精度，高稳定性。
• 体积小，易于集成。

 

例子：振荡器在医疗技术中的应用

医疗技术行业是一个典型的例子，其中石英晶体振荡器是需要频率控制的项目的理想即用型解决方案。

医疗设备中使用的石英振荡器提供了几个关键功能，例如设备控制、监测患者、自动执行某些操作以解放医务人员以及设备之间的通信。

 

CAT 扫描仪、MRI 机器和其他成像技术等设备只能提供干净、稳定、低抖动、低相位噪声的时钟。这些对于获得完美、清晰的图像至关重要，该图像可以存储在计算机的内存中并重新创建以供放射科医生评估。

设计界的工程师可能需要用于医疗技术的石英振荡器，以便在现场每次使用时都能提供质量。

选择石英振荡器以获得强大的性能规格

尽管晶体在需要晶体的行业的频率解决方案中发挥着特殊的作用，但晶体振荡器为某些设计提供了更方便和更高质量的解决方案。

要确定项目的最佳频率控制 ，请与TROQ创捷电子合作。我们可以在整个项目开发过程中提供专业FAE支持与服务。