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浅析温补晶振工作原理
发布时间:2021-03-03 点击量:494
三、输出必须考虑的其它参数是输出类型、相位噪声、抖动、电压特性、负载特性、功耗、封装形式,对于工业产品,有时还要考虑冲击和振动、以及电磁干扰(EMI).晶体振荡器可HCMOS/TTL兼容、ACMOS兼容、ECL和正弦波输出.每种输出类型都有它的独特波形特性和用途.应该关注三态或互补输出的要求.对称性、上升和下降时间以及逻辑电平对某些应用来说也要作出规定.许多DSP和通信芯片组往往需要严格的对称性(45%至55%)和快速的上升和下降时间(小于5ns).温补晶振温补晶振(TCXO):是在晶振内部采取了对晶体频率温度特性进行补偿,以达到在宽温温度范围内满足稳定度要求的晶体振荡器。一般模拟式温补晶振采用热敏补偿网络。补偿后频率稳定度在10-7~10-6量级,由于其良好的开机特性、优越的性能价格比及功耗低、体积小、环境适应性较强等多方面优点,因而获行了广泛应用温补晶振。它有好几种不同的类型:电压控制晶体振荡器(VCXO)、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、恒温晶体振荡器(OCXO),以及数字补偿晶体振荡器(MCXO或DTCXO),每种类型都有自己的独特性能。如果您需要使您的设备即开即用,您就必须选用VCXO或温补晶振,如果要求稳定度在1ppm以上,则需选择数字温补晶振(MCXO)。模拟温补晶振只适用于稳定度要求在5ppm~1ppm之间的需求。VCXO只适合于稳定度要求在5ppm以下的产品。在不需要即开即用的环境下,如果需要信号稳定度超过0.1ppm的,可选用OCXO。另外,石英晶体还有一个重要的特性——温漂。所有的石英晶体材料做成的频率器件,均有一定的温漂。温漂成为影响石英晶体谐振器及石英晶体振荡器频率精度的重要因素。温补钟振(TCXO),恒温钟振(OCXO),都是针对晶体的频率温度特性做相应的补偿,频率精度TCXO小于±2.5ppm,OCXO小于±10ppb(1ppb=10-3ppm),甚至更高。温度补偿,成为弥补石英晶体温漂的重要手段。然而,市面上针对KHZ级别的温补钟振少之又少,其原因,我可以从晶体的切型方面分析。温补晶振一、温补晶振温度补偿原理振荡器的频率温度特性主要由晶体谐振器的频率温度特性决定2[频域表征]⑴单边相位噪声功率谱密度,晶振输出信号的频谱中,用偏离载频fHz处每Hz带宽内单边相位噪声功率与信号功率之比的分贝(dB)量,可写作£(f)单位为dB/Hz。⑵频谱纯度:是量度晶振内部噪声及杂散谱的尺度。通常用单边噪声功率谱密度来表示。。常用的AT切晶体谐振器的频率温度特性为三次曲线,温补晶振温度补偿的原理就是通过改变振荡回路中的负载电容,使其随温度变化来补偿谐振器由于环境温度变化所产生的频率漂移。温补晶振TCXO温补抄晶振是通过其附加的温度补偿电路使周围温度变化产生的振荡频率变化量削减的一种石英晶体振荡器温补晶振(2)间接补偿型间接补偿型又分模拟式和数字式两种类型。模拟式间接温度补偿是利用热敏电阻等温度传感元件组成温度-电压变换电路,并将该电压施加到一支与晶体振子相串接的变容二极管上,通过晶体振子串联电容量的变化,对晶体振子的非线性频率漂移进行补偿。该补偿方式能实现±0.5ppm的高精度,但在3V以下的低电压情况下受到限制。数字化间接温度补偿是在模拟式补偿电路中的温度—电压变换电路之后再加一级模/数(A/D)变换器,将模拟量转换成数字量。该法可实现自动温度补偿,使晶体振荡器频率稳定度非常高,但具体的补偿电路比较复杂,成本也较高,只适用于基地站和广播电台等要求高精度化的情况。。它的温度补偿的原理呢就是通过改变振荡回路中的负载电容,使其随温度变化袭来补偿谐振器由于环境温度变化所产生的频率漂移。
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