石英晶體振蕩器一直在電子產(chǎn)品中扮演著不可或缺的重要角色。然而，隨著全硅MEMS振蕩器進(jìn)駐電子元器件市場(chǎng)，各種各樣的消息鋪天蓋地而來(lái)，不過(guò)小編覺(jué)得在大部分文章中對(duì)于二者的評(píng)價(jià)不是很客觀，因此，小編從石英晶體振蕩器和硅MEMS振蕩器的結(jié)構(gòu)和原理上對(duì)二者進(jìn)行客觀的比較分析。
      我們來(lái)看硅MEMS振蕩器的結(jié)構(gòu)，硅MEMS振蕩器是由MEMS硅晶圓和CMOS晶圓上下疊加而成，而CMOS晶圓則包括了NON Memory、PLL鎖相環(huán)電路、起振電路與溫補(bǔ)電路。簡(jiǎn)而言之，硅MEMS振蕩器由諧振器部分和IC振蕩部分兩部分組成。諧振器部分為MEMS硅晶圓，IC振蕩部分為CMOS晶圓。而諧振器部分的不同也是硅MEMS振蕩器與傳統(tǒng)石英晶振不同之處，硅振蕩器的諧振部分為硅片，石英晶體振蕩器的諧振部分為石英晶片。僅從諧振部分進(jìn)行比較，硅振蕩器的諧振器部分不及石英諧振器，常溫頻差穩(wěn)定度及溫度特性也都差于石英材料的諧振器。全硅MEMS振蕩器是怎么提高其生產(chǎn)效率及頻率穩(wěn)定度的呢？其主要是依靠IC振蕩部分。關(guān)鍵在于，硅振蕩采用可編程鎖相環(huán)(PLL),因此可以將諧振器振出的頻率進(jìn)行N倍頻，甚至是小數(shù)點(diǎn)倍頻；而為了避免硅片溫度引起的頻率漂移，電路采用了溫度補(bǔ)償。采用鎖相環(huán)倍頻方式達(dá)到將頻率變高，其相位噪聲不是很好。因此，在一些通信行業(yè)，全硅MEMS振蕩器將無(wú)法使用。然而，利用可編程鎖相環(huán)（PLL）進(jìn)行頻率倍頻，在可編程石英晶體振蕩器也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，它的諧振器部分采用石英晶片，IC振蕩部分采用可編程鎖相環(huán)（PLL），這樣同樣可以實(shí)現(xiàn)“燒錄頻率”，縮短生產(chǎn)周期。但是，由于鎖相環(huán)引起的噪聲大，容易引起高速通信的設(shè)備因時(shí)鐘基準(zhǔn)不穩(wěn)定，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟包、無(wú)法連接等問(wèn)題，因此，可編程石英晶體振蕩器同樣不建議使用在通信行業(yè)。

      由于可編程石英晶體振蕩器同樣不適用于通信行業(yè)，而通信行業(yè)恰恰是使用石英晶體振蕩器最多的一個(gè)領(lǐng)域。在通信電子產(chǎn)品中使用的最多的還是傳統(tǒng)的、不可編程的石英晶體振蕩器，它的振蕩輸出頻率來(lái)自石英晶片（諧振器單元），利用石英高Q值的特點(diǎn)，不采用倍頻技術(shù)，對(duì)高輸出頻率，采用石英所特有的振蕩模式---泛音次數(shù)，來(lái)達(dá)輸出穩(wěn)定的高頻頻率，這種石英晶體振蕩器被廣泛應(yīng)用于通信行業(yè)。特別是一些高端通信產(chǎn)品，如智能手機(jī)、筆記本電腦等，通常使用的是精度比較高的OCXO恒溫晶振、TCXO溫補(bǔ)晶振、VC-TCXO壓控溫補(bǔ)振蕩器等。
      簡(jiǎn)而言之，硅MEMS振蕩器在電路中實(shí)現(xiàn)分頻比較容易，若是倍頻的話，就會(huì)產(chǎn)生很大的噪聲，所以硅MEMS振蕩器在高速通信系統(tǒng)中無(wú)法使用。而石英振蕩器振蕩的頻率由石英晶片產(chǎn)生，石英具有壓電效應(yīng)，它是一種高Q值元件，振蕩頻率非常穩(wěn)定，但是，如果同樣對(duì)石英晶片產(chǎn)生的頻率進(jìn)行倍頻，也會(huì)產(chǎn)生噪聲?？傊?，倍頻會(huì)產(chǎn)生更多的噪音，因此，不適用于通信行業(yè)。不過(guò)硅MEMS振蕩器的優(yōu)勢(shì)是體積可以做得很小?，F(xiàn)在市場(chǎng)上很對(duì)硅振蕩器，如果對(duì)自己設(shè)計(jì)的方案沒(méi)什么影響，也可以使用。不過(guò)還是使用石英振蕩器相對(duì)會(huì)放心一些，畢竟石英晶體振蕩器的發(fā)展時(shí)間比較長(zhǎng)，不易出現(xiàn)一些未知的問(wèn)題。所以，一般來(lái)說(shuō)，能用硅振蕩器的地方，就一定可以用石英振蕩器；但是，能用石英振蕩器的，硅振蕩器不一定能夠替代使用。
      當(dāng)前電子產(chǎn)品的發(fā)展日新月異，更多的石英晶體振蕩器和硅MEMS振蕩器將被投入使用。在當(dāng)今電子市場(chǎng)中石英晶體振蕩器和硅MEMS振蕩器同時(shí)存在，它們都屬于有源振蕩器范疇。而目前電子元器件市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日漸激烈，在這種情況下，小編認(rèn)為選擇特性更加穩(wěn)定的石英晶體振蕩器的應(yīng)該更加貼近市場(chǎng)的需求。而且，隨著石英晶振小型化、高精度趨勢(shì)的逐漸加快，石英晶體振蕩器的應(yīng)用將愈加廣泛。