原標(biāo)題：MEMS振蕩器的原理是什么?MEMS振蕩器為何代替晶體振蕩器?

MEMS振蕩器的工作原理基于微機(jī)電系統(tǒng)的機(jī)械振動(dòng)理論和電學(xué)驅(qū)動(dòng)原理。其主要包括機(jī)械振動(dòng)結(jié)構(gòu)和電路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)兩部分：

1. 機(jī)械振動(dòng)結(jié)構(gòu)：通常由微型懸臂梁、懸浮質(zhì)量塊或薄膜等組成。當(dāng)施加外部電場或電流時(shí)，這些結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生固有頻率的機(jī)械振動(dòng)。這種振動(dòng)通過耦合電路傳遞到輸出端口，形成穩(wěn)定的振蕩信號。

2. 電路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：用于提供能量并控制機(jī)械振動(dòng)結(jié)構(gòu)的振幅和頻率。它通常包括電容、電感和放大器等元件。當(dāng)電路驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與機(jī)械振動(dòng)結(jié)構(gòu)相耦合時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對振蕩頻率的控制和調(diào)整。

綜上所述，MEMS振蕩器通過將機(jī)械振動(dòng)和電路驅(qū)動(dòng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的振蕩信號的產(chǎn)生和控制。

MEMS振蕩器為何代替晶體振蕩器

MEMS振蕩器逐漸代替晶體振蕩器的原因主要有以下幾點(diǎn)：

1. 電磁干擾（EMI）敏感度低：

• MEMS振蕩器對EMI的敏感度遠(yuǎn)低于晶體振蕩器。這是因?yàn)榧烧袷幤髟谥C振器和振蕩器IC之間沒有暴露的PCB連接，連接諧振器和IC的鍵合線或焊球非常短，從而減少了噪聲耦合的可能性。

2. 抗振性強(qiáng)：

• MEMS諧振器的質(zhì)量遠(yuǎn)低于石英諧振器，這使得在相同加速度下，施加在MEMS結(jié)構(gòu)上的力更小，因此頻移也更低。這對于需要抵抗環(huán)境振動(dòng)（如風(fēng)、重型車輛和火車等）的應(yīng)用尤為重要。

1. 頻率靈活性和快速供應(yīng)：

• MEMS振蕩器的輸出頻率可以通過編程PLL（相位鎖定環(huán)）來實(shí)現(xiàn)，具有非常寬的頻率范圍和六位數(shù)精度。而晶體振蕩器的頻率選項(xiàng)通常受限于石英晶體的切割和封裝。

• MEMS振蕩器的生產(chǎn)基于標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝和封裝，供應(yīng)商利用龐大的半導(dǎo)體行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，因此能夠快速供應(yīng)，即使對于非標(biāo)準(zhǔn)頻率也是如此。

2. 溫度穩(wěn)定性好：

• MEMS振蕩器利用高性能模擬溫補(bǔ)技術(shù)，具有優(yōu)秀的全溫頻率穩(wěn)定性，能夠解決傳統(tǒng)石英晶振的溫飄問題。

3. 制造成本低：

• MEMS振蕩器可以使用標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體制造工藝，與集成電路的生產(chǎn)過程相似，從而降低了制造成本。

4. 簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)：

• MEMS振蕩器將諧振器和振蕩器/PLL IC集成到一個(gè)封裝中，無需外部電容器來調(diào)諧諧振頻率，簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

綜上所述，MEMS振蕩器憑借其低EMI敏感度、強(qiáng)抗振性、頻率靈活性、快速供應(yīng)、良好的溫度穩(wěn)定性、低制造成本以及簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢，逐漸在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中代替晶體振蕩器。