导致石英晶体振荡器稳定性和频率漂移问题因素_西铁城晶振

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导致石英晶体振荡器稳定性和频率漂移问题因素

(2019-06-19 17:42:41)

标签：

石英晶体振荡器稳定性

晶振频率漂移

康比电子

有源晶振频率漂移问题

分类：晶振

导致石英振荡器稳定性和频率漂移问题的因素很多.为了尽可能地防止这些问题,牢固地了解精确的频率稳定性将有助于为您提供保持应用程序性能最佳的工具.但还有另一个问题......
不幸的是,我们注意到在石英晶体振荡器稳定性方面存在许多误解.更具体地说,关于不同类型的稳定性问题,往往会有很多常见问题解答,包括......
频率与温度稳定性
频率与负载稳定性
频率与供应稳定性
石英晶体振荡器稳定性的主要因素

http://www.kangbidz.com/include/upload/ckeditor/images/jtzdq.png

振荡器频率与温度的关系
温度在我们列表的顶部是因为它是频率漂移的最重要原因.以十亿分之一为单位测量的湿度和压力可以产生更大的影响,但是这些环境影响很容易通过气密密封包装在真空中或用惰性气体如氮气来克服.
温度是一个更加困难的挑战.温度的变化会导致标准范围内的频率漂移达数十ppm,并且在极端温度下会进一步恶化.
诸如冷却风扇之类的简单系统级解决方案对于许多应用来说是不实际的,但是可以在振荡器集成电路(IC)本身中设计精确控制以感测和补偿环境温度变化.
正如本电子电路设计文章所述,对于开发人员而言,重要的是要了解振荡器的稳定性等级,通常表征为25摄氏度,并不代表元件在整个温度范围内的精度.好消息是有各种温度补偿振荡器可用.
TCXO-温度补偿晶体振荡器有一个内部温度传感器,IC电路用它来调节晶体的频率.
VCXO-可通过外部施加的电压调节压控振荡器频率.VCXO在频率调制(FM)和锁相环(PLL)系统中具有广泛的应用.变容二极管本质上是一个可变电压电容器,可以对频率进行电压控制.
OCXO-烤箱控制的晶体振荡器是最具弹性的温度变化.晶体封装在一个带有专用电路的外壳中,该电路设计用于加热晶体周围区域,保持恒定温度,无需进一步补偿漂移.OCXO在正常工作条件下提供最低漂移.

http://www.kangbidz.com/include/upload/ckeditor/images/bc.png

振荡器频率与负载
电容负载会影响频率.晶体振荡器必须与不同的负载匹配,这可以解释各种可用的晶振元件.
还必须考虑最大驱动功率以防止过度驱动.如果石英晶体经常暴露在超过预期最大功率的过驱动条件下,它会很快老化.
即使放置在电路板上也会影响电容负载,无论是重新定位晶体本身还是重新布线其他元件.所有这些都是潜在的机械共振源,必须在振荡器电路设计过程中加以考虑和测试.
振荡器频率与供电
电源负载的改变可能导致有源晶振电路的有效电阻的变化,从而导致频率漂移.一种解决方案是使用稳压电源,确保输出电压始终保持在电源的额定值,而不管设备消耗的电流.
ADEV-艾伦偏差
AllanVariance和AllanDeviation测量频率稳定性,以数学家DavidW.Allan命名,他开发了测量时钟,振荡器和放大器频率稳定性的公式.有趣的事实：我们有幸在整个历史中与艾伦先生密切合作.
这些设备中存在两个相位噪声分量;白色频率噪声和闪烁频率噪声,标准偏差无法通过直接可重复测量解决.ADEV提供了一种有意义地将噪声形式分离的方法,用于两个或多个石英晶体振荡器之间的相位或频率测量的时间序列.

康比电子这篇文章中,将带大家了解有关这些不同类型的振荡器稳定性以及如何管理它们的更多信息.您即将成为管理应用中频率偏移的专家!RF工程师希望得到理想的晶体振荡器电路.也就是说,石英晶体振荡器在设备的整个寿命期间以指定的频率发射而没有任何频率偏差.不幸的是,理想的电路世界是一种数学幻想.

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