壓控晶振輸入電壓和輸出頻率的關(guān)系是什么?

作者： 揚(yáng)興科技 日期：2021-09-24 瀏覽量：

  壓控晶振是振蕩器的一種分類(lèi)，主要用于調(diào)頻和鎖相技術(shù)，許多地面移動(dòng)通訊設(shè)備、機(jī)載通訊設(shè)備都采用調(diào)頻制，壓控晶體振蕩器就是其中一個(gè)重要部件。本文就對(duì)壓控晶振來(lái)做下詳細(xì)的介紹。

  VCXO壓控振蕩器的頻率偏移值同加在其調(diào)諧電路上的控制電壓的大小有關(guān)。VCXO標(biāo)稱(chēng)頻率對(duì)應(yīng)的調(diào)諧電壓規(guī)定為VCC(電源電壓)的一半。VCC為5V的VCXO，控制電壓為2.5V時(shí)就產(chǎn)生中心頻率?？刂齐妷簽?0.5～4.5)V的VCXO，其頻率變化曲線的斜率為正。也就是說(shuō)，當(dāng)控制電壓從2.5V上升為4.5V時(shí)，振蕩器的頻率將增大;當(dāng)控制電壓從2.5V降為0.5V時(shí)，振蕩器的頻率將減小。振蕩器的頻率隨控制電壓變化的特性，往往用調(diào)諧靈敏度這一物理量來(lái)描述。調(diào)諧靈敏度用單位10-6/V表示。如果VCXO的牽引度為±100&TImes;10-6，控制電壓范圍為(0.5～4.5)V，則其調(diào)諧靈敏度等于50&TImes;10-6/V。要求控制電壓沒(méi)有噪聲或其它可能引起石英晶體振蕩器頻率和輸出波形特性發(fā)生突變的瞬態(tài)過(guò)程，這一點(diǎn)很重要。為把噪聲減至最小，經(jīng)常采取的措施是在電路板上把模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)分別接地。

  壓控晶振的參數(shù)及選型

  1.頻率大?。侯l率越高一般價(jià)格越高。但頻率越高，頻差越大，從綜合角度考慮，一般工程師會(huì)選用頻率低但穩(wěn)定的晶振，自己做倍頻電路。總之頻率的選擇是根據(jù)需要選擇，并不是頻率越大就越好。要看具體需求。比如基站中一般用10MHz的恒溫晶振(OCXO)，因其有很好的頻率穩(wěn)定性，屬于高端晶振。至于范圍，晶振的頻率做的太高的話，就會(huì)失去意義，因?yàn)橛衅渌玫念l率產(chǎn)品代替。

  2.頻率穩(wěn)定度：關(guān)鍵參數(shù)。指在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)，與標(biāo)稱(chēng)頻率允許的偏差，用ppm(百萬(wàn)分之一)表示。一般來(lái)說(shuō)，穩(wěn)定度越高或溫度范圍越寬，價(jià)格越高。對(duì)于頻率穩(wěn)定度要求±20ppm或以上的應(yīng)用，可使用普通無(wú)補(bǔ)償?shù)木w振蕩器。對(duì)于介于±1至±20ppm的穩(wěn)定度，應(yīng)該考慮溫補(bǔ)晶振TCXO。對(duì)于低于±1ppm的穩(wěn)定度，應(yīng)該考慮恒溫晶振OCXO。

  3.電源電壓：常用的有1.8V、2.5V、3.3V、5V等，其中3.3V應(yīng)用最廣。

  4.輸出：根據(jù)需要采用不同輸出。(HCMOS，SINE，TTL，PECL，LVPECL，LVDS，HSCL，PLL等)每種輸出類(lèi)型都有它的獨(dú)特波形特性和用途。應(yīng)該關(guān)注三態(tài)或互補(bǔ)輸出的要求。對(duì)稱(chēng)性、上升和下降時(shí)間以及邏輯電平對(duì)某些應(yīng)用來(lái)說(shuō)也要作出規(guī)定，根據(jù)客戶(hù)需要我們可以幫助客戶(hù)選型。

  5.工作溫度范圍：工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的-40～+85℃這個(gè)范圍往往只是出于設(shè)計(jì)者們的習(xí)慣，倘若-20℃～+70℃已經(jīng)夠用，那么就不必去追求更寬的溫度范圍。對(duì)于某些特殊場(chǎng)合如航天軍用等，對(duì)溫度有更苛刻的要求。

  6.相位噪聲和抖動(dòng)：相位噪聲和抖動(dòng)是對(duì)同一種現(xiàn)象的兩種不同的定量方式，是對(duì)短期穩(wěn)定度的真實(shí)度量。振蕩器以及其它利用基波或諧波方式的晶體振蕩器具有最好的相位噪聲性能。采用鎖相環(huán)合成器產(chǎn)生輸出頻率的振蕩器比采用非鎖相環(huán)技術(shù)的振蕩器一般呈現(xiàn)較差的相位噪聲性能。但相對(duì)的，擁有好的相位噪聲和抖動(dòng)的同時(shí)振蕩器的設(shè)計(jì)復(fù)雜，體積大，頻率低，造價(jià)高。實(shí)際上相位噪聲和抖動(dòng)是短期頻率穩(wěn)定度的度量，所以一般越高端的晶振，即頻穩(wěn)越好的晶振，這些指標(biāo)也相應(yīng)越好。

  7.牽引范圍(VCXO)：是針對(duì)VCXO的參數(shù)。帶有壓控功能的晶振為(VCXO)，即通過(guò)調(diào)節(jié)控制電壓改變輸出頻率。牽引范圍為變化頻率(增大或減少)與中心頻率的比值。此值一般用ppm表示。通常牽引范圍大約為100-200ppm，取決于VCXO的結(jié)構(gòu)和所選擇的晶體。

  8.封裝：與其它電子元件相似，石英振蕩器亦采用愈來(lái)愈小型的封裝。通常，較小型的器件比較大型的表面貼裝或穿孔封裝器件更昂貴。所以，小型封裝往往要在性能、輸出選擇和頻率選擇之間作出折衷。

  9.老化率：隨著時(shí)間的推移，頻率值隨著變化的大小，有年老化和日老化兩種指標(biāo)。SJK的高精度恒溫晶振(OCXO)可以達(dá)到10-8ppm/年。

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