倍频系统中的晶振选择建议

在电子系统设计中，直观的想法往往是“需要多少频率，就选相应频率的晶振”。但在通信设备、处理器和高速数字系统中，我们更常见的方案却是：先选用一颗稳定的低频晶振，再通过倍频或PLL生成所需的高速时钟。这种设计并非多此一举，而是由晶振的物理特性和系统级稳定性共同决定的。

晶振的物理特性

石英晶体振荡器依赖石英的机械谐振特性工作。晶振频率越高，晶片就需要加工得越薄，对工艺精度、封装和环境的要求也随之提高。这不仅增加了制造难度，还会带来一致性下降、老化加快和稳定性变差等问题。

在工程实践中，几十MHz以内的晶振技术最成熟，频率稳定度高、相位噪声低、对电源和PCB布局也相对不敏感。而直接使用高频晶振，往往更容易受到电源噪声、负载变化和布线寄生参数的影响，反而不利于系统整体稳定。

倍频与锁相环的作用

为了在保证稳定度的前提下获得更高频率，现代高速系统几乎都依赖锁相环PLL进行频率合成。PLL以低频晶振作为参考源，通过闭环控制，使内部振荡器输出与参考频率保持固定倍数关系。

一旦PLL锁定，高频时钟的长期频率准确度直接继承自参考晶振，而不取决于内部振荡器本身的绝对稳定性。

倍频系统中的晶振选择

从系统角度看，晶振并不是一个孤立的频率器件，而是整个时钟体系的基础。在倍频和频率合成应用中，更合理的思路是围绕系统瓶颈分层选择方案：

大多数应用优先选用低相位噪声晶振;

当温度变化或长期稳定性成为关键因素时，再在此基础上采用温补晶振TCXO。

- 低相位噪声晶振 -

参考源中的相位噪声和抖动，往往会随着倍频被一同放大。因此，在以低频晶振作为PLL参考源的系统中，优先选择低相位噪声、适合频率合成应用的晶振尤为关键。

KOAN有多款低噪声特性晶振可供选择：

4引脚，6引脚，8引脚;

CMOS输出，LVDS输出，HCSL输出等。

- 温补晶振 -

在工业控制、户外通信或对长期频率一致性要求较高的应用中，温度变化往往成为主要挑战。普通晶振的频率会随温度漂移，当这种漂移影响系统性能时，就需要进一步提升参考源的温度稳定性。

温补晶振TCXO通过对晶体温度特性的补偿，使频率在较宽温度范围内保持更高一致性，从而提升整个倍频与频率合成系统在复杂环境下的可靠性。

KOAN晶振有各尺寸的温补晶振可供选择：

贴片1612，2016，2520，3225， 5032，7050;

直插DIP14;

CMOS输出，LVDS输出，True Sine输出，Clipped Sine输出等。

KOAN晶振

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