我們都知道，頻率是頻率控制元器件比較重要的參數(shù)之一，企業(yè)或工廠采購在咨詢石英晶體，有源晶振時(shí)，必定會(huì)提供頻率，甚至是按頻率要求到市場(chǎng)上找，尺寸和其他參數(shù)都可以調(diào)整，唯獨(dú)頻率不能更換。頻率可以分為三種，分別是KHZ，MHZ，GHZ等。目前來說KHZ應(yīng)用范圍廣泛，MHZ使用次數(shù)和數(shù)量較多，GHZ技術(shù)尚未成型，了解的人不多。今天主要探討的是有源晶振類型的頻率，和頻率標(biāo)準(zhǔn)的選擇與比較是如何確認(rèn)的，以寬溫范圍的頻率標(biāo)準(zhǔn)為比較，適用于-40℃~+90℃或以上的。

商用石英晶體振蕩器頻率源的精度范圍可達(dá)幾個(gè)數(shù)量級(jí)-從簡(jiǎn)單的XO到銫束頻率標(biāo)準(zhǔn)。隨著精度的提高，功率要求，尺寸和成本也會(huì)增加。例如，圖34顯示了精度和功率要求之間的關(guān)系。準(zhǔn)確度與成本的關(guān)系類似，從簡(jiǎn)單的XO約為1美元到銫標(biāo)準(zhǔn)約為40,000美元（1991年的價(jià)格）。表1顯示了頻率標(biāo)準(zhǔn)的顯著特征的比較。下圖顯示了短期頻率穩(wěn)定性范圍與平均時(shí)間函數(shù)的比較[43]。下圖顯示了相位噪聲特性的比較，表2顯示了弱點(diǎn)和磨損機(jī)制的比較。

精度和功率要求之間的關(guān)系（XO=簡(jiǎn)單晶體振蕩器;TCXO=溫補(bǔ)晶體振蕩器;OCXO=恒溫晶體振蕩器;Rb=銣頻率標(biāo)準(zhǔn);Cs=銫束頻率標(biāo)準(zhǔn)）。

穩(wěn)定性作為頻率標(biāo)準(zhǔn)的平均時(shí)間比較的函數(shù)。

頻率標(biāo)準(zhǔn)的相位不穩(wěn)定性比較

*包括環(huán)境影響（請(qǐng)注意，Rb和Cs的溫度范圍比石英窄）。

表1.頻率標(biāo)準(zhǔn)的顯著特征的比較。

表2.頻率標(biāo)準(zhǔn)的弱點(diǎn)和磨損機(jī)制的比較。

表1中提供了原子振蕩器的特性：銣和銫頻率標(biāo)準(zhǔn)以及銣-晶體振蕩器（RbXO）。在原子頻率標(biāo)準(zhǔn)中，輸出信號(hào)頻率由兩個(gè)原子態(tài)之間的能量差決定，而不是由散裝材料的某些性質(zhì)決定（因?yàn)樗谑⒄袷幤髦校?。原子頻率標(biāo)準(zhǔn)的介紹性回顧可以在參考文獻(xiàn)44中找到，參考文獻(xiàn)45是對(duì)文獻(xiàn)的回顧，直到1983年。RbXO是一種設(shè)備，適用于功率可用性有限但需要原子頻率標(biāo)準(zhǔn)精度的應(yīng)用[46,47]。它由銣頻率標(biāo)準(zhǔn)，低功率和高穩(wěn)定性晶體振蕩器以及將晶體振蕩器的頻率調(diào)整為銣標(biāo)準(zhǔn)的控制電路組成。銣標(biāo)準(zhǔn)物周期性地（例如，每周一次）開啟幾分鐘，使其預(yù)熱并校正貼片振蕩器的頻率。使用RbXO，可以滿足銣標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和晶體振蕩器的低（平均）功率要求。每周一次）幾分鐘它需要預(yù)熱并校正晶體振蕩器的頻率。使用RbXO，可以滿足銣標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和晶體振蕩器的低（平均）功率要求。每周一次）幾分鐘它需要預(yù)熱并校正晶體振蕩器的頻率。使用RbXO，可以滿足銣標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和晶體振蕩器的低（平均）功率要求。

選擇振蕩器時(shí)要回答的主要問題包括：

系統(tǒng)正常運(yùn)行需要什么頻率精度或可重復(fù)性？

這種精度必須保持多長(zhǎng)時(shí)間，即晶振是否需要定期校準(zhǔn)或更換，還是振蕩器必須保持系統(tǒng)壽命所需的精度？電源是否充足，或振蕩器是否必須使用電池供電？允許的熱身時(shí)間是多少？振蕩器必須運(yùn)行的極端環(huán)境是什么？什么是短期穩(wěn)定性（相位噪聲）要求？大小限制是什么？

關(guān)于第二個(gè)問題，最小化成本是什么：初始購置成本還是生命周期成本？通常，重新校準(zhǔn)的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于可以提供無校準(zhǔn)壽命的振蕩器的額外成本。更好的振蕩器也可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

OSC晶振的頻率是另一個(gè)重要的考慮因素，因?yàn)檫x擇會(huì)對(duì)成本和性能產(chǎn)生重大影響。在其他條件相同的情況下，標(biāo)準(zhǔn)頻率的振蕩器，例如5MHz或10MHz，制造商已經(jīng)建立了完善的設(shè)計(jì)，其成本將低于異常頻率之一，例如8.34289MHz。此外，對(duì)于厚度剪切晶體，如AT切割和SC切割，頻率越低，老化越低[17]。由于在低于5MHz的頻率下，厚度剪切晶體變得太大而不能經(jīng)濟(jì)地制造，并且由于所有最高穩(wěn)定性的振蕩器都使用厚度剪切晶體，因此商用振蕩器的最高穩(wěn)定性頻率為5MHz。這種振蕩器還具有靠近載波的最低相位噪聲能力。市場(chǎng)上也有一些優(yōu)秀的10MHz振蕩器;然而，頻率高于10MHz的振蕩器具有比5MHz振蕩器高得多的老化速率和接近載波的相位噪聲水平。對(duì)于遠(yuǎn)離載波的最低相位噪聲，其中信噪比決定噪聲水平，較高頻率的SPXO晶體振蕩器（例如，100MHz）可以提供較低的噪聲，因?yàn)檫@種晶體可以容忍更高的驅(qū)動(dòng)電平，從而允許更高的信號(hào)電平。與5MHz振蕩器相比，頻率高于10MHz的振蕩器具有明顯更高的老化速率和接近載波的相位噪聲水平。

對(duì)于遠(yuǎn)離載波的最低相位噪聲，其中信噪比決定噪聲水平，較高頻率的晶體（例如，100MHz）可以提供較低的噪聲，因?yàn)檫@種石英晶振可以容忍更高的驅(qū)動(dòng)電平，從而允許更高的信號(hào)電平。與5MHz振蕩器相比，頻率高于10MHz的振蕩器具有明顯更高的老化速率和接近載波的相位噪聲水平。對(duì)于遠(yuǎn)離載波的最低相位噪聲，其中信噪比決定噪聲水平，較高頻率的晶體（例如，100MHz）可以提供較低的噪聲，因?yàn)檫@種晶體可以容忍更高的驅(qū)動(dòng)電平，從而允許更高的信號(hào)電平。

有源晶振的分類有很多種，頻率標(biāo)準(zhǔn)有低頻也有高頻，常用的幾種頻點(diǎn)有12M，12.8M，13.333,16M，19.2M，20M，24M，26M，27.12M，30M，32M，36M，48M，100M，128.8M，133.333M，156.25M，200M等。一般越高端的石英晶體振蕩器，頻點(diǎn)就越高，例如恒溫晶振，壓控晶振和差分晶振這幾種，常用頻率大多數(shù)都在100M以上，主要應(yīng)用于航空電子，飛機(jī)船舶，呼叫定位，全球?qū)Ш?，雷達(dá)，控制系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，無線通信，基站平臺(tái)等領(lǐng)域。