晶振频率是由什么因素决定的？如何获得更高更稳定的频率？

Question

如题所述

Answer 1

晶振可以产生CPU执行命令时需要的时钟频率信号。时钟信号的频率越高，CPU的运行速度也就越快。标称频率用来描述这种周期性的输出信号，是工程师选购晶振时必须提供的一个参数。

晶体的振动频率和晶片的厚度，面积，切割方式有关。由于工艺的限制和晶片破裂的风险，晶片不能无限的薄。为了提高晶振的频率，除了使用小尺寸的晶片，也可以使用泛音晶体。

20MHz基频的晶片，经过五次泛音就可达到100MHz。从而，几十兆赫兹基频的晶片就可以产生上百兆赫兹的稳定振荡频率。

通信系统的发展是和通信设备，电子器件，计算机技术的发展紧密相关。例如，移动通信网络发展中的第五代网络5G在理论上传输速度每秒钟能够达到数十GB。

如果需要更高更稳定的输出频率，可以使用锁相环PLL（Phase Locked Loop）将低频晶振进行倍频到1GHz以上的标称频率。

PLL由以下几部分组成：压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator)； 相位比较器(PFC:Phase Frequency Comparator)； 基准频率振荡器(Crystal Oscillator)； 回路滤波器(Loop Filter)。