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晶體振蕩器基本常識(shí)
1、普通晶體振蕩器PackagedCrystalOscillator(PXO)*簡(jiǎn)單和*適用的、其基本控制元件為晶體元件的振蕩器。由于不采用溫度控制和溫度補(bǔ)償方式,它的頻率-溫度特性主要由所采用的晶體元件來(lái)確定。
2、電壓控制晶體振蕩器VoltageControlledCrystalOscillator(VCXO)用外加控制電壓偏置或調(diào)制其頻率輸出的晶體振蕩器。VCXO的頻率-溫度特性類(lèi)似于PXO,主要由所采用的晶體元件來(lái)確定。
3、溫度補(bǔ)償晶體振蕩器TemperatureCompensatedCrystalOscillator(TCXO)包括數(shù)字補(bǔ)償晶體振蕩器(DCXODigitallyCompensatedCrystalOscillator)和微機(jī)補(bǔ)償晶體振蕩器(MCXOMicrocomputerCompensatedCrystalOscillator)。器件內(nèi)部采用模擬補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字補(bǔ)償方式、利用晶體負(fù)載電抗隨溫度的變化而補(bǔ)償晶體元件的頻率-溫度特性,以達(dá)到減少其頻率-溫度偏移的晶體振蕩器。
4、恒溫控制晶體振蕩器OvenControlledCrystalOscillator(OCXO)至少是將晶體元件置于隔熱罩里(如恒溫槽)控制其溫度,以使晶體溫度基本維持不變的晶體振蕩器。
5、電壓控制-溫補(bǔ)晶體振蕩器(VCTCXO)溫度補(bǔ)償晶體振蕩器和電壓控制晶體振蕩器結(jié)合。
6、電壓控制-恒溫晶體振蕩器(VCOCXO)恒溫晶體振蕩器和電壓控制晶體振蕩器結(jié)合。
二、晶體振蕩器主要參數(shù)
★頻率準(zhǔn)確度:在標(biāo)稱(chēng)電源電壓、標(biāo)稱(chēng)負(fù)載阻抗、基準(zhǔn)溫度(252℃)以及其他條件保持不變,晶體振蕩器的頻率相對(duì)與其規(guī)定標(biāo)稱(chēng)值的允許偏差,即(fmax-fmin)/f0;
★溫度穩(wěn)定度:其他條件保持不變,在規(guī)定溫度范圍內(nèi)晶體振蕩器輸出頻率的變化量相對(duì)于溫度范圍內(nèi)輸出頻率極值之和的允許頻偏值,即(fmax-fmin)/(fmax+fmin);
★頻率調(diào)節(jié)范圍:通過(guò)調(diào)節(jié)晶振的某可變?cè)淖冚敵鲱l率的范圍。頻率調(diào)節(jié)的作用是:
、賹⑤敵鲱l率調(diào)節(jié)到該頻率范圍內(nèi)的某一預(yù)定值;
、谟捎诶匣蚱渌,晶體振蕩器的輸出頻率產(chǎn)生偏移,將輸出頻率調(diào)到規(guī)定值。
★調(diào)頻(壓控)特性:包括調(diào)頻頻偏、調(diào)頻靈敏度、調(diào)頻線性度。
、僬{(diào)頻頻偏:壓控晶體振蕩器控制電壓由標(biāo)稱(chēng)的值變化到*小值時(shí)輸出頻率差。
、谡{(diào)頻靈敏度:壓控晶體振蕩器變化單位外加控制電壓所引起的輸出頻率的變化量。
、壅{(diào)頻線性度:是一種與理想直線(*小二乘法)相比較的調(diào)制系統(tǒng)傳輸特性的量度。
通常是以在規(guī)定范圍內(nèi)偏離理想直線的百分?jǐn)?shù)表示
★負(fù)載特性:其他條件保持不變,負(fù)載在規(guī)定變化范圍內(nèi)晶體振蕩器輸出頻率相對(duì)于標(biāo)稱(chēng)負(fù)載下的輸出頻率的允許頻偏。
★電壓特性:其他條件保持不變,電源電壓在規(guī)定變化范圍內(nèi)晶體振蕩器輸出頻率相對(duì)于標(biāo)稱(chēng)電源電壓下的輸出頻率的允許頻偏。
★雜波:輸出信號(hào)中與主頻無(wú)諧波(副諧波除外)關(guān)系的離散頻譜分量與主頻的功率比,用dBc表示。
★諧波:諧波分量功率Pi與載波功率P0之比,用dBc表示。
★頻率老化:在規(guī)定的環(huán)境條件下,由于元件(主要是石英諧振器)老化而引起的輸出頻率隨時(shí)間的系統(tǒng)漂移過(guò)程。通常用某一時(shí)間間隔內(nèi)的頻差來(lái)量度。對(duì)于高穩(wěn)定晶振,由于輸出頻率在較長(zhǎng)的工作時(shí)間內(nèi)呈近似線性的單方向漂移,往往用老化率(單位時(shí)間內(nèi)的相對(duì)頻率變化)來(lái)量度。如:10-8/日或10-6/年等。
★日波動(dòng):指振蕩器經(jīng)過(guò)規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間后,每隔一小時(shí)測(cè)量一次,連續(xù)測(cè)量24小時(shí),將測(cè)試
數(shù)據(jù)按S=(fmax-fmin)/f0式計(jì)算,得到日波動(dòng)。
★開(kāi)機(jī)特性:在規(guī)定的預(yù)熱時(shí)間內(nèi),振蕩器頻率值的變化,用V=(fmax-fmin)/f0表示。
★相位噪聲:短期穩(wěn)定度的頻域量度。用單邊帶噪聲與載波噪聲之比?(f)表示,?(f)與噪聲起伏的頻譜密度Sφ(f)和頻率起伏的頻譜密度Sy(f)直接相關(guān),由下式表示:
f2S(f)=f02Sy(f)=2f2?(f)
f—傅立葉頻率或偏離載波頻率;f0—載波頻率