相位噪声分析仪捕捉每个被测器件的相位抖动和相位噪声.在感应电磁场的影响下,如图4所示,相位噪声曲线将显示更明显的寄生噪声或相位杂散,其频率与电磁干扰的频率相混淆.高幅度相位噪声杂散图4所示石英晶体振荡器的-50dBc/Hz集中在与感应EMI噪声频率对应的混叠相位噪声杂散频率处.这些杂散随着EMI噪声频率的变化而变化,对整个频率扫描范围内的平均功率具有累加效应.次级噪声杂散幅度低得多,对整体相位噪声影响不大.
为了简洁地量化每个器件的EMS,我们使用公式2计算80MHz到1GHz范围内的噪声杂散的平均功率P.在这个公式中,Sp是每个电磁场的EMI诱发杂散的幅度噪声频率,N是扫描中的频率数量.
我们对工作在两种不同载频的各种商用石英和MEMS振荡器进行了EMS测试（见表1）.
实验结果
平均噪声杂散数据表明,ILSI MMD差分MEMS振荡器的性能优于竞争差分MEMS和石英晶体振荡器,最高可达35dB,相当于图5所示辐射场抗干扰性的54倍.ILSI MMD单端振荡器其性能优于基于石英的同类产品,最高可达12dB,或者是辐射场的4倍以上,如图6所示.这是因为ILSI MMD MEMS振荡器的主噪声杂散幅度低于石英振荡器.因此根据等式2计算为平方和总和的平均杂散功率要低得多.
振荡器设计降低EMI敏感度
结果与这样的想法不一致,即与塑料封装相比,围绕石英振荡器的金属外壳提供了改进的EMI保护.ILSI晶振,石英晶振,MEMS振荡器采用塑料封装,但它们表现出较低程度的EMI引起的噪声杂散.除包装之外的东西必须解释MEMS和石英振荡器之间EMS的变化.答案可能在于谐振器或其伴随的振荡器电路,它们都可能对EMI敏感.
石英晶体是压电材料,并响应机械振动积累电荷.因此,它们的工作频率会受到输入电信号的影响,例如不需要的EMI,从而对时钟信号的可靠性产生负面影响.ILSI MMD的硅MEMS谐振器通过静电激励呈现机械振动,因此对输入EMI自然不敏感.它们经过精确调谐,具有高Q值,可抑制外部噪音.
ILSI MMD MEMS振荡器背后的驱动电路是一个模拟电路（如图7所示）,可优化电噪声条件下的性能,包括具有高EMI级别的性能.有源晶振,有源振荡器设计包含固有抑制任何耦合共模噪声的差分电路.其他石英和MEMS振荡器设计更多地依靠封装而不是噪声抑制模拟电路,因此不具备这一优势.
结论
ILSI MMD MEMS振荡器对于引起抖动的外部EMI源特别有弹性.即使在竞争对手的振荡器经历显着信号衰减的范围内的高频EMI噪声也是如此.根据经过认证的第三方实验室和其他关于EMI的研究进行的ILSI MMD委托测试显示,压电石英晶振器件更容易受到EMI影响.因此ILSI MMD振荡器是可能存在大电磁源的嘈杂,不可预测环境中可靠运行的理想选择.
CEOB2B
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