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浅析守时晶振设计

发布时间:2020-06-02   点击量:556

(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。

守时晶振温补晶振(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守时晶振

。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。是不同振荡器类型的典型温度稳定性的示意图,范围从标准VCXO的50ppm到高性能OCXO的0.2ppb.轴反转使得曲线在增加温度稳定性的方向上增长.TCXO稳定性范围涵盖VCXO和OCXO之间的中间位置(在某些情况下,重叠某些OCXO性能).

守时晶振1[时域表征]⑴在规定条件下,晶振内部元件由于老化而引起的输出频率随时间的漂移三、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).。通常用某一时间间隔内的老化频差的相对值来量度(如日、月或年老化率等)。⑵日稳定度(或称日波动):指晶振的输出频率在24小时内的变化情况。通常用其最大变化的相对值来表示。

守时晶振一个温补晶振,可以通过测量温度,然后自动调整外部的匹配电容矩阵(改变接入的电容值)从而使频率变属得更准确和稳定。用温度补偿的方法减少频率失真,因为振荡器工作时由于电阻的作用(晶体管或者集成电路都有内阻)就会有温升守时晶振9)负载变化频率稳定度(FrequencystabilityVsvoltage+/-5%)其它条件不变时,由于负载阻抗在规定范围内变化引起的相对于规定的负载条件时的频率偏移。10)电源变化频率稳定度(FrequencystabilityVsLoad+/-10%),温度升高对半导体影响很大,会使半导体的工作点发生飘移从而导致振荡频率的变化,这些变化对使用者来说影响很大如无线电通讯、本地时钟(单片机或者电脑)要求频率高度稳定,所以开发商生产出具有温度补偿性能的有源振荡器,这些具有温度补偿的晶体振荡器频率变化非常低,可以长期稳定工作提供高稳定性频率基准!
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