MEMS时钟振荡器在射频系统中的应用

频率控制方法

振荡器可通过直接牵引频率或使用高分辨率锁相环调整频率来实现频率控制。直接牵引频率的VCXO用调整变容二极管电压来改变谐振电路电容，而直接牵引频率的DCXO通过可编程开关切换不同的谐振电容。使用石英晶体谐振器的VCXO直接牵引频率调整可以保持低相位噪声，但牵引范围被限制在约±200ppm。当系统应用需要更宽的频率牵引范围和与晶体振荡器相近的低噪声特性时，用户更倾向于选择基于锁相环的MEMS控制振荡器架构，因为它们可以提供高达±1600ppm的牵引范围。

基于锁相环的MEMS VCXO内部电路包括一个模数转换器，将输入电压转换成数字信号，并驱动一个分数N锁相环来调节输出频率。该架构在牵引范围和VCO增益(Kv)的线性度都优于直接牵引方式。基于变容二极管的VCXO的VCO增益线性度仅为10％，而锁相环频率牵引的线性度可以达到0.1% 至1.0%。良好的线性度使得锁相环路设计简化并在整个工作范围内更加稳定。

然而，增加锁相环VCXO牵引范围通常会增加振荡器输出的相位噪声，这是设计人员不愿意增加牵引范围的一个原因。DCXO可以解决这个问题。DCXO可以接收数字化的频率牵引信号，并直接驱动DCXO内部全数字化的锁相环反馈分频器及调制器，不需要经过模数转换器，从而清除了近载波相位噪声的一个来源。

DCXO可以做到在增加频率牵引范围而不增加近载波相位噪声，并具有优于1%非常线性的增益响应，这可与最好的VCXO相媲美。DCXO提供许多可编程参数，因此，设计人员可以有更多Kv、输出频率、牵引范围参数的选择。

第三页：DCXO参数的选择

第四页：DCXO抖动清除电路实现