一文读懂晶振高低频划分:谐振器与振荡器的区分原来不一样?
关键词: 晶振 无源有源 频段划分 频率器件 谐振器 振荡器
作为国内拥有30多年历史的专业频率控制方案商,深圳市晶科鑫实业有限公司(SJK)在日常接待客户选型时,经常遇到工程师询问:“低频和高频到底是怎么界定的?无源谐振器和有源振荡器的高低频区分是一样的吗?”
今天,我们就结合SJK的产品矩阵与工艺标准,为大家说清楚晶振高低频的划分逻辑。
高频与低频是怎么区分的?
在石英晶体行业,通常以30MHz或1MHz/MHz级作为高低频的分水岭。具体可以细分为以下三个频段:
低频段(kHz 级别)
·频率范围:通常在1kHz~1MH之间,最核心、最常见的是32.768kHz。
·工艺与切型:主要采用音叉型(Tuning Fork)切型。由于频率低,需要晶片具有较大的质量或特殊的结构来产生慢速振动,因此做成类似于音叉的形状。
·主要应用:RTC(实时时钟)、钟表、仪器仪表、低功耗待机唤醒。
·SJK产品对标:晶科鑫的3215、2012封装无源贴片音叉晶振(kHz级),广泛应用于智能水表、可穿戴设备以及汽车仪表盘的RTC时钟单元。
中高频段(MHz级别,基频)
·工艺与切型:主要采用AT切(AT-Cut)。晶片被加工成圆片或长方形薄片(厚度剪切振动模式)。晶片的厚度与频率成反比,频率越高,晶片越薄。
·主要应用:MCU时钟、通用消费电子、汽车电子、低速通信。
·SJK产品对标:晶科鑫的 常规超小体积贴片晶振(如2016、1612封装,常用频点 24MHz、26MHz、40MHz),是目前消费电子和物联网设备中用量最大的高频基频系列。
超高频段(High Frequency/VHF级)
·工艺实现:
泛音技术(Overtone):利用物理特性,让晶片工作在 3 次、5 次或 7 次泛音上。
高基频技术(HFF):利用微纳加工(如化学蚀刻)将晶片局部做到极其微米级薄,直接实现高基频。
目前我司无源贴片晶振产品如1612/2016/2520/3225系列可以可达200MHz。而有源晶振产品,2016/2520封装系列使用高基频技术可达312.5MHz,625MHz处于研发测试阶段,相信不久将可批量上市使用。
o物理倍频/PLL倍频:在振荡器内部集成锁相环芯片。
·主要应用:5G基站、AI服务器、光模块、高速通信网络。
的低频/高频区分是一样的吗?
核心的物理边界(MHz和kHz的区分)是一样的,但在实际产品线定义、工艺边界和市场习惯上,存在明显的区别。
我们可以通过下表进行直观的对比:
维度 | 石英晶体谐振器 (无源晶振 / Crystal) | 石英晶体振荡器 (有源晶振 / Oscillator) |
核心产品形态 | 只是一个石英晶片加外壳,需要外部震荡电路 | 内部包含“晶片+振荡IC(半导体芯片)” |
低频 (kHz) 概念 | 极度纯粹。几乎专指 32.768kHz(以及少量的38kHz, 96kHz等音叉晶振) | 包含32.768kHz,但也包含通过IC分频得到的任意低频(如 1Hz, 10Hz) |
高频 (MHz) 边界 | 受限于晶片物理厚度。 传统的无源基频很难突破50MHz。超过 50MHz通常就要用泛音工艺,电路设计变复杂。 | 突破物理限制。 依靠内部的 PLL(锁相环)倍频IC 或 SPXO/VCXO/TCXO 工艺,轻松做到100MHz\2GHz。 |
高低频的分水岭 | 习惯以1MHz区分 kHz(低频音叉)和 MHz(高频AT切)。 | 在有源里面,由于应用不同,有时50MHz 或 100MHz以上才真正称为“高频/差分高频”。 |
总结:
如果是kHz晶振,两者的低频概念完全一致;如果是MHz级,无源超过40MHz\50MHz就要注意泛音问题,而有源则通常在100MHz以上、且涉及到差分信号时,才会特意强调其“高频”的高性能属性。
深圳市晶科鑫实业有限公司(SJK)拥有完善的晶体谐振器与振荡器全系列产品线,涵盖汽车级、工业级、消费电子级等多种规格。如果您在项目开发中遇到高低频选型匹配、泛音电路设计等难题,欢迎后台联系,SJK将提供专业的一对一FAE技术支持与样品测试。