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淺析溫補晶振工作原理

發(fā)布時間:2021-03-03   點擊量:411

三、輸出必須考慮的其它參數(shù)是輸出類型、相位噪聲、抖動、電壓特性、負載特性、功耗、封裝形式,對于工業(yè)產(chǎn)品,有時還要考慮沖擊和振動、以及電磁干擾(EMI).晶體振蕩器可HCMOS/TTL兼容、ACMOS兼容、ECL和正弦波輸出.每種輸出類型都有它的獨特波形特性和用途.應(yīng)該關(guān)注三態(tài)或互補輸出的要求.對稱性、上升和下降時間以及邏輯電平對某些應(yīng)用來說也要作出規(guī)定.許多DSP和通信芯片組往往需要嚴格的對稱性(45%至55%)和快速的上升和下降時間(小于5ns).

溫補晶振溫補晶振(TCXO):是在晶振內(nèi)部采取了對晶體頻率溫度特性進行補償,以達到在寬溫溫度范圍內(nèi)滿足穩(wěn)定度要求的晶體振蕩器。一般模擬式溫補晶振采用熱敏補償網(wǎng)絡(luò)。補償后頻率穩(wěn)定度在10-7~10-6量級,由于其良好的開機特性、優(yōu)越的性能價格比及功耗低、體積小、環(huán)境適應(yīng)性較強等多方面優(yōu)點,因而獲行了廣泛應(yīng)用溫補晶振

。它有好幾種不同的類型:電壓控制晶體振蕩器(VCXO)、溫度補償晶體振蕩器(TCXO)、恒溫晶體振蕩器(OCXO),以及數(shù)字補償晶體振蕩器(MCXO或DTCXO),每種類型都有自己的獨特性能。如果您需要使您的設(shè)備即開即用,您就必須選用VCXO或溫補晶振,如果要求穩(wěn)定度在1ppm以上,則需選擇數(shù)字溫補晶振(MCXO)。模擬溫補晶振只適用于穩(wěn)定度要求在5ppm~1ppm之間的需求。VCXO只適合于穩(wěn)定度要求在5ppm以下的產(chǎn)品。在不需要即開即用的環(huán)境下,如果需要信號穩(wěn)定度超過0.1ppm的,可選用OCXO。另外,石英晶體還有一個重要的特性——溫漂。所有的石英晶體材料做成的頻率器件,均有一定的溫漂。溫漂成為影響石英晶體諧振器及石英晶體振蕩器頻率精度的重要因素。溫補鐘振(TCXO),恒溫鐘振(OCXO),都是針對晶體的頻率溫度特性做相應(yīng)的補償,頻率精度TCXO小于±2.5ppm,OCXO小于±10ppb(1ppb=10-3ppm),甚至更高。溫度補償,成為彌補石英晶體溫漂的重要手段。然而,市面上針對KHZ級別的溫補鐘振少之又少,其原因,我可以從晶體的切型方面分析。

溫補晶振一、溫補晶振溫度補償原理振蕩器的頻率溫度特性主要由晶體諧振器的頻率溫度特性決定2[頻域表征]⑴單邊相位噪聲功率譜密度,晶振輸出信號的頻譜中,用偏離載頻fHz處每Hz帶寬內(nèi)單邊相位噪聲功率與信號功率之比的分貝(dB)量,可寫作£(f)單位為dB/Hz。⑵頻譜純度:是量度晶振內(nèi)部噪聲及雜散譜的尺度。通常用單邊噪聲功率譜密度來表示。。常用的AT切晶體諧振器的頻率溫度特性為三次曲線,溫補晶振溫度補償?shù)脑砭褪峭ㄟ^改變振蕩回路中的負載電容,使其隨溫度變化來補償諧振器由于環(huán)境溫度變化所產(chǎn)生的頻率漂移。

溫補晶振TCXO溫補抄晶振是通過其附加的溫度補償電路使周圍溫度變化產(chǎn)生的振蕩頻率變化量削減的一種石英晶體振蕩器溫補晶振(2)間接補償型間接補償型又分模擬式和數(shù)字式兩種類型。模擬式間接溫度補償是利用熱敏電阻等溫度傳感元件組成溫度-電壓變換電路,并將該電壓施加到一支與晶體振子相串接的變?nèi)荻O管上,通過晶體振子串聯(lián)電容量的變化,對晶體振子的非線性頻率漂移進行補償。該補償方式能實現(xiàn)±0.5ppm的高精度,但在3V以下的低電壓情況下受到限制。數(shù)字化間接溫度補償是在模擬式補償電路中的溫度—電壓變換電路之后再加一級模/數(shù)(A/D)變換器,將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。該法可實現(xiàn)自動溫度補償,使晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度非常高,但具體的補償電路比較復(fù)雜,成本也較高,只適用于基地站和廣播電臺等要求高精度化的情況。。它的溫度補償?shù)脑砟鼐褪峭ㄟ^改變振蕩回路中的負載電容,使其隨溫度變化襲來補償諧振器由于環(huán)境溫度變化所產(chǎn)生的頻率漂移。
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