網絡消費網 >  5G > > 正文
        選擇晶體振蕩器必須考慮的5件事…
        時間:2022-02-07 18:22:02

        當選擇晶體振蕩器時,必須針對輸出頻率、頻率穩定度和溫度范圍、輸出電壓和功率、輸出波形,以及封裝尺寸和外形等各種因進行全盤考慮…

        在設計中,大多數的電子系統需要某種振蕩器作為關鍵功能區塊。一些典型的用途包括:作為時脈,用于同步操作的數位系統中;用于接收器或發射器的穩定RF訊號;用于精確測量的準確頻率參考;或用于精確計時的即時時脈。系統規格以及振蕩器必須如何發揮作用,將決定晶體振蕩器的大多數參數。

        振蕩器中的關鍵元件是諧振器,它將控制頻率,以及確定所能實現的穩定度。盡管采用電感-電容(LC)或電阻-電容(RC)諧振器實現的簡單振蕩器可滿足一些應用的要求,但是添加石英晶體將可大幅地將元件的頻率穩定度提高好幾個數量級,而且所需的成本通常很小。

        輸出頻率

        任何振蕩器最基本的屬性都是它所產生的頻率。根據定義,振蕩器是接受輸入電壓(通常為直流電壓)并在某一頻率下產生重復交流(AC)輸出的元件。所需的頻率由系統類型以及如何使用該振蕩器所決定。

        有些應用需要kHz范圍的低頻晶體。常見的例子是32.768kHz的手表晶體。 但是大多數的現有應用都需要更高頻率的晶體,范圍大約從不到10MHz到大于100MHz之間。

        頻率穩定度和溫度范圍

        所需的頻率穩定度由系統的要求決定。振蕩器的穩定度可簡單地表述為:由于某些現象引起的頻率變化除以中心頻率。公式為:

        穩定度=頻率變化÷中心頻率

        例如,如果振蕩器輸出頻率為10MHz,而且隨溫度變化了10Hz,則其溫度穩定度為:10/10,000,000 = 1x10-6=1ppm。晶體振蕩器的典型穩定度可以在100ppm至0.001ppm之間。頻率穩定度通常視應用需求決定,并進而確定所需要的晶體振蕩器類型。振蕩器必須工作的溫度范圍是確定可達到穩定度的主要因素。

        晶體振蕩器類型

        簡單晶體振蕩器(XO): 這是最基本的類型,其穩定度完全由晶體諧振器本身的固有特性決定。 在MHz范圍內的較高頻率晶體由石英棒制成,其制造方式是即使環境溫度在-55℃至+125℃(-67°F至 +257°F)之間變化,也可提供相對穩定的頻率。即使在這么寬的溫度范圍內,適當切割的石英晶體也可實現±25ppm的穩定度。與諸如隨溫度變化可達1%(10,000ppm)或更高的LC振蕩電路等其它被動諧振器相較,晶體振蕩器的性能已大幅提升了。但對于某些應用來說,即使25ppm也不夠好,因此必須采用額外措施。

        溫度補償晶體振蕩器(TCXO): 如果固有頻率與石英晶體的溫度穩定度無法滿足應用要求,就可以采用溫度補償單元。TCXO使用溫度感測元件以及產生電壓曲線的電路,在整個溫度范圍內,該電壓曲線與晶體的頻率變化趨勢完全相反,所以可理想地抵消晶體的漂移。根據TCXO的類型和溫度范圍,TCXO的典型穩定度規范范圍為小于±0.5ppm至±5ppm。

        恒溫控制晶體振蕩器(OCXO): 對于某些應用,TCXO的頻率-溫度穩定度指標仍無法滿足要求。在這些情況下,可能需要OCXO。顧名思義,具有烤腔的振蕩器將晶體加熱到更高溫度,但仍受控制,使得環境溫度即使變化大,晶體的溫度也保持穩定。由于晶體的溫度和振蕩器的敏感部份變化很小,頻率-環境溫度穩定度得到顯著改善。在環境溫度范圍內,OCXO的穩定度可以達到0.001ppm。然而,這種穩定度的提升是以增加功耗為代價的,將熱量提供給烤腔當然需要能量。典型的OCXO可能需要1到5W的功率以維持內部溫度。在開機后,還需要等待溫度和頻率穩定的暖機時間,取決于晶體振蕩器的類型,暖機時長通常從1分鐘到10多分鐘。

        壓控晶體振蕩器(VCXO): 在一些應用中,期望能夠調諧或調整振蕩器的頻率,以便將其鎖相到鎖相環(PLL)中的參考,或可能用于調節波形。VCXO透過電子頻率控制(EFC)電壓輸入,提供了這項功能。對于某些專用元件,VCXO的調諧范圍規格可能在±10ppm到±100ppm(甚至更高)。

        TCVCXO和VCOCXO: TCXO或OCXO通常包括EFC輸入電壓,使其得以進行調整,以便將輸出頻率精確地校準為標稱值。

        圖1:通用振蕩器方塊圖

        圖2:不同晶體振蕩器類型的頻率與溫度穩定度

        輸入電壓和功率

        任何類型的晶體振蕩器通常都可以被設計為利用系統中已有的DC輸入供電電壓來操作。在數位系統中,通常希望使用電壓,以匹配系統中邏輯元件所用的電壓;該系統中將驅動振蕩器,使其得以直接相容于邏輯電平。+3.3V或+5V是這些數位單元的典型輸入。具有較高功率輸出的其它元件可以使用較高電壓,例如+12V或+15V。另一個考慮因素是為元件供電所需的電流量。XO或TCXO可能只需要幾mA,因此在低電壓系統中,其功耗可以小于0.01W。另一方面,在上電時,一些OCXO可能需要5W或6W。

        輸出波形

        然后要選擇輸出波形以匹配振蕩器將在系統中驅動的負載。最常見的輸出之一是CMOS,以驅動邏輯電平輸入。CMOS輸出將是在接地和系統的Vdd軌之間擺動的方波。對于高于約100MHz的較高頻率,通常使用差分方波。這些振蕩器具有兩個180°反相的輸出、具有快速上升和下降時間以及非常小的抖動。最通用的類型是LVPECL和LVDS。如果振蕩器用于驅動RF元件(如混頻器或其它具有50Ω輸入阻抗的元件),則通常會指定某個功率級的正弦波輸出。盡管如果需要可以輸出更高功率,但一般產生的輸出功率通常在0dBm到+13dBm(1mW到20mW)之間。

        封裝尺寸和外形

        取決于振蕩器的類型和規格,對于晶體振蕩器封裝的要求將大相逕庭。簡單的時脈振蕩器和一些TCXO可以安裝在小至1.2×2.5mm2的封裝中;而一些OCXO可以大到50×50mm2,對某些特定設計,甚至可以更大。雖然一些通孔封裝,如雙列直插式4或14接腳類型仍然用于較大的元件(如OCXO或專用TCXO),但目前大多數的設計都使用表面黏著封裝。這些表面黏著配置可以是密封的陶瓷封裝,或是基于FR-4、具有用于I/O建構的元件。

        如上所述,當選定晶體振蕩器時,有許多不同的選擇必須考慮。然而,透過檢查使用晶體振蕩器的系統,最方便的選擇將變得顯而易見;例如可用于為晶體振蕩器供電的輸入電壓以及振蕩器的輸出將驅動的元件類型等因素。還必須考慮應用的其它限制條件,例如實體尺寸和操作環境。除了這些基本參數之外,針對特定應用,還有許多其它規格必須加以以考量。當全盤考慮這些因素后,將會找到一款滿足系統要求的晶體振蕩器。

        關鍵詞: 晶體振蕩器

        版權聲明:
            凡注明來網絡消費網的作品,版權均屬網絡消費網所有,未經授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的,應在授權范圍內使用,并注明"來源:網絡消費網"。違反上述聲明者,本網將追究其相關法律責任。
            除來源署名為網絡消費網稿件外,其他所轉載內容之原創性、真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾,請讀者僅作參考并自行核實。
        熱文

        網站首頁 |網站簡介 | 關于我們 | 廣告業務 | 投稿信箱
         

        Copyright © 2000-2020 www.fnsyft.com All Rights Reserved.
         

        中國網絡消費網 版權所有 未經書面授權 不得復制或建立鏡像
         

        聯系郵箱:920 891 263@qq.com

        備案號:京ICP備2022016840號-15

        營業執照公示信息

        亚洲好看的理论片电影| 国产亚洲精品影视在线产品| 亚洲avav天堂av在线不卡| 亚洲精品乱码久久久久久蜜桃 | 亚洲精品日韩一区二区小说| 激情五月亚洲色图| 精品丝袜国产自在线拍亚洲| 中文字幕乱码亚洲无线三区| 四虎必出精品亚洲高清| 亚洲中文字幕无码av永久| 亚洲精品**中文毛片| 亚洲人成小说网站色| 亚洲a级成人片在线观看| 亚洲人成网站日本片| 亚洲av永久无码嘿嘿嘿| 精品久久亚洲中文无码| 亚洲综合色丁香婷婷六月图片| 中文字幕在线观看亚洲日韩| 亚洲精品自偷自拍无码| 337p日本欧洲亚洲大胆人人 | 亚洲人成人网站色www| 国产亚洲综合网曝门系列| 亚洲AV永久无码精品一百度影院| 亚洲AV无码国产丝袜在线观看| 老汉色老汉首页a亚洲| 亚洲国产精品综合久久2007| 亚洲已满18点击进入在线观看| 亚洲精品理论电影在线观看| 国产亚洲精品免费| 久久夜色精品国产亚洲av| 亚洲国产精品无码成人片久久| 亚洲激情中文字幕| 亚洲中文无码av永久| 亚洲性无码AV中文字幕| 国产亚洲精品免费| 亚洲精品午夜无码电影网| 亚洲影院在线观看| 亚洲国产成人精品激情| 久久久久亚洲精品无码网址色欲| 亚洲午夜爱爱香蕉片| 久久青草亚洲AV无码麻豆|