前言

數據傳輸速度和容量繼續增加，以支持流量的持續增長-主要是由于物聯網等的普及，對高速網絡的需求

通信基礎設施正在推動對高頻信號源的強勁需求-提供穩定的輸出信號。一般來說，對于一個MHz范圍的AT切割晶體單元來說，振蕩頻率為在高頻下，晶體芯片的厚度必須減?。ㄒ驗楹穸葲Q定了at切割晶體單元振蕩的頻率），但在處理方面存在限制方法、機械強度和易振蕩性。雖然這取決于加工精度，AT切割晶體的基頻限制在70MHz左右。因此，愛普生定位在大約70MHz的高頻范圍內。產生如此穩定的高頻信號不是那么簡單，但有四種方法（技術）可以實現高頻振蕩。在第一種方法中，AT切割晶體單元產生相對可控的晶體20MHz量級的振蕩頻率與鎖相環（PLL）電路相結合產生穩定的高頻信號。第二種方法是使用倒置臺面式AT切割晶體單元，其中僅使用光刻法減薄晶體的振動部分工藝技術。產生高頻穩定信號的第三種方法是使用表面-直接以高頻基波振蕩的聲波（SAW）諧振器。第四個該方法是使用以at切割晶體單元的高階振動的振動模式（泛音）。本技術說明簡要解釋了第一種方法，即使用PLL的方法，第二種方法是使用倒置臺面型AT切割晶體單元。

1.PLL電路和愛普生產品概述：可編程晶體振蕩器

1.PLL電路

以下是對PLL電路的解釋，高頻信號。用于無線通信的半導體技術已經取得了進步，隨著包括無線通信組件的設備的傳播。在這些技術中，PLL電路技術的創新尤其令人震驚。PLL電路產生與輸入參考信號同步的輸出信號。與由相位比較器、環路濾波器和壓控振蕩器組成的基本結構VCO），PLL電路能夠產生與輸入精確同步的信號。

與倍頻電路不同，源信號不用于輸出。PLL電路使用

VCO以不同于源信號的頻率產生同步信號。通過在PLL電路VCO輸出和相位比較器之間插入分頻器輸入，使輸入信號和分頻信號同步，VCO輸出被控制到一個頻率，通過將輸入頻率乘以破乳比而獲得。要獲得此VCO輸出，請執行以下操作在與晶體振蕩器相當的精度下，需要改變破乳比，同時使用晶體振蕩器或可以產生穩定輸入信號的類似組件。這就是頻率合成器背后的原理。

應用這一原理，AT切割晶體單元的MHz頻帶輸出被輸入到PLL電路，以產生用于無線通信的GHz頻帶載波的信號。

使用PLL電路產生比輸入大很多倍的高頻的關鍵，頻率取決于分頻器的使用方式。實現n度輸出的方法

圖1所示的電路配置即為輸入頻率。如圖2所示，在PLL電路I/O之前和之后插入分頻電路，可以精確調整

輸出頻率。

提高PLL電路中頻率設置分辨率的典型方法包括引入頻率倍增器直接位于晶體振蕩源之后。但是，使用更高的分割，提高頻率設置分辨率的頻率導致較低的相位比較頻率，這導致PLL響應性和環路增益的下降。這些反過來又對輸出波形抖動和相位噪聲特性。解決這個問題的方法是使用例如分數PLL。

2.整數鎖相環和分數鎖相環的特性

PLL電路主要分為兩類：整數和分數。這兩種類型都使用振蕩以輸出高頻信號。以下是對主要特征的解釋。

顧名思義，整數PLL能夠產生整數輸出頻率輸入頻率的倍數。例如，如果你想從1MHz輸出100MHz信號

源，分頻器計數器設置為100。

相反，分數PLL能夠產生分數倍數的輸出頻率輸入頻率。此電路的好處是它允許您選擇任何頻率（啟用

您可以獲得精確的頻率設置分辨率）。

分數PLL允許精確的頻率分辨率設置，初始頻率偏差可以這些特性可以精確地控制。

然而，缺點是電路設計復雜，IC的尺寸變大這意味著特定的雜散傾向于發生。然而，隨著最近的技術進步，正在努力減少虛假信息的發生到目前為止，這一直是使用分數PLL的弱點。

3.愛普生產品陣容和產品特點

上面，我們研究了使用PLL電路作為實現高頻輸出的方法。這些方法的最大特點是能夠隨意創建所需的頻率。In換句話說，這些方法提供了必要的頻率，包括高頻，當你需要他們。

愛普生的SG-8018、SG-8101系列，采用引入的分數PLL電路技術，如上所述，該公司提供了各種尺寸的多樣化產品陣容（表1）。我們還提供ROM寫入器（SG Writer II）作為一種編程工具，允許客戶向SG-8000系列SG-8018、SG-8101系列使用AT切割晶體單元。三次曲線溫度特性AT切割晶體單元保持給定的溫度穩定性，使我們能夠提供具有平滑的頻率特性，沒有頻率跳躍。

（具有重要溫度特性的一階線性振蕩器，如硅MEMS振蕩器需要電路補償以在給定溫度下保持穩定性，并可能導致頻率跳躍的發生。）

此外，盡管使用了PLL電路，SG-820x系列的抖動特性與通用SPXO（約為SG-8101的1/25），工作溫度可達+125°C。詳細信息請參閱技術說明：可編程振蕩器的低抖動技術我們期待著幫助我們的客戶體驗這些高度準確的特征晶體單元與通過自由頻率設置實現的便利性相結合PLL電路技術。

表1：推薦的可編程晶體振蕩器產品陣容

2.倒置臺面AT切割晶體單元概述：HFF晶體單元及其特性

1.倒置臺面AT切割晶體單元：HFF（高頻基波）晶體單元臺地是一種具有陡峭墻壁和平坦頂部的地形。半導體產品，如經過處理的晶體管，在觀察時呈梯形橫截面通常被稱為“臺面結構”。倒置臺面AT切割晶體：HFF晶體單元（以下稱為“HFF晶體單元”）同樣是一種晶體，其中振蕩板的一部分通過形成梯形中空而變?。▓D1）。

晶體芯片越薄，頻率就越高。然而，基頻約為70 MHz通常被認為是穩定批量生產中可獲得的最高頻率使用機械研磨（芯片厚度約為24微米）的工藝。為了獲得更高的頻率比AT切割晶體的頻率高，更高階的振動模式（通常是第三階泛音）通常必須使用（以獲得50MHz至150MHz的頻率）。然而，需要一個復雜的電路來控制第三泛音或其他振動模式以獲得高頻。然而，愛普生在通過使用光刻工藝減小振蕩厚度的基本模式芯片的一部分只有幾微米，而留下的周圍更厚，以保持機械強度。

2.光刻技術

愛普生可以通過執行精確的使用光刻技術對晶體材料進行微加工。除了HFF晶體單元外，光刻還用于幾種晶體單元。例如，它用于在音叉晶體單元上微細加工槽結構。它也被用于制造具有臺面結構的AT切割晶體單元。下面，我使用AT切割晶體單元的制造以臺面結構為例說明光刻加工技術。理想情況下，表現出厚度剪切振動的晶體，如AT切割晶體，應該只振蕩在芯片的中心；周圍區域不應振蕩。這種效果可以通過以下方式獲得通過斜切某些MHz AT切割晶體單元，特別是那些在低頻下振蕩的晶體單元晶體芯片的邊緣，使得邊緣和中心的厚度不同。

圖2示意性地總結了傳統的機械加工和光刻處理。在機械加工過程中，晶體芯片是由其自身重量加工的，因此晶體芯片變小，加工變得更加困難，變化增加，影響特點。相比之下光刻處理能夠使芯片具有均勻的尺寸和形狀，而與芯片尺寸無關。即使對于極小的芯片也可以將變化最小化，可以獲得優異的溫度特性（圖3）。光刻技術同樣可用于創建如圖1所示的倒置臺面結構。這種結構能夠在基本模式下進行高頻振蕩，同時保持芯片的機械強度，使產品性能穩定。

3.使用HFF晶體單元的產品和產品特性

表2和表3顯示了使用高頻振蕩HFF晶體單元的愛普生產品基本。表2顯示了XO（晶體振蕩器）的推薦產品陣容，表圖3顯示了VCXO（壓控晶體振蕩器）的推薦產品陣容。VCXO是一種晶體產品，其頻率可以通過外部施加的電壓來控制。VCXO主要用于蜂窩基站和光傳輸系統。更高的數據傳輸速度和更高的容量增加了對更高頻率和更多功率的需求穩定的信號源。因此，良好的溫度特性和出色的噪音需要諸如高頻AT切割晶體所提供的特性。

表2:XO推薦產品陣容

表3:VCXO推薦產品陣容

電源電壓：典型值3.3 V?？刂齐妷海?.65±1.65 V

3.結論

高頻信號源對于當今的通信設備和網絡至關重要設備，但有多種產生高頻輸出的電子元件可供選擇以滿足客戶的應用或期望的規格。在本文中，以下方法討論了電子元件如何提供高頻輸出：（1）方便的可編程振蕩器，可以編程輸出期望的頻率；（2）AT切割振蕩器具有良好的振動溫度特性直接在基本模式上。每種產品都有不同的特性，但所有產品的相同之處在于，它們利用了石英晶體的穩定性和準確性。愛普生提供多種晶體產品，幾乎可以滿足任何應用需求。這個本技術說明的目的是充分解釋石英晶體組件的高穩定性希望在人們試圖為自己選擇最好的電子元件時有用應用程序。