關(guān)于有源晶振穩(wěn)定性認(rèn)知誤解

作者： 揚(yáng)興晶振 日期：2021-09-27 瀏覽量：

射頻工程師很希望獲得理想的晶體振蕩器電路。即石英有源晶振在設(shè)備的整個(gè)壽命中以指定的頻率傳輸而沒(méi)有任何頻率偏差。不幸的是，理想的電路世界是一個(gè)數(shù)學(xué)幻想。

  有許多因素會(huì)導(dǎo)致石英有源晶振的穩(wěn)定性和頻率漂移問(wèn)題。為了盡可能避免這些問(wèn)題，對(duì)精確的頻率穩(wěn)定性有深刻的了解。今天，我們將通過(guò)不同類型的有源晶振穩(wěn)定性常見問(wèn)題，如頻率與溫度穩(wěn)定性、頻率與負(fù)載穩(wěn)定性、頻率與貨源穩(wěn)定這個(gè)三方面來(lái)了解它們更多的信息。

  一、有源晶振頻率與溫度的關(guān)系

  溫度在這里是我們列表的首位，因?yàn)樗菍?dǎo)致頻率漂移的最重要原因。相對(duì)于十億分之一而言，濕度和壓力的影響更大，但是通過(guò)在真空中或在惰性氣體(例如氮?dú)?中密封包裝晶體，可以輕松克服這些環(huán)境影響。

  溫度提出了更困難的挑戰(zhàn)。溫度變化會(huì)導(dǎo)致頻率漂移在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)達(dá)到數(shù)十ppm，并且在極端溫度下會(huì)進(jìn)一步惡化。

  諸如冷卻風(fēng)扇之類的簡(jiǎn)單系統(tǒng)級(jí)解決方案不適用于許多應(yīng)用，但是可以在有源晶振集成電路(IC)本身中設(shè)計(jì)精確的控制，以檢測(cè)和補(bǔ)償環(huán)境溫度的變化。

  對(duì)于開發(fā)人員而言，重要的是要理解，有源晶振的穩(wěn)定性額定值(通常以25攝氏度為特征)并不代表該器件在整個(gè)溫度范圍內(nèi)的精度。好消息是，有各種溫度補(bǔ)償有源晶振可用。

  TCXO-溫度補(bǔ)償有源晶振具有內(nèi)部溫度傳感器，IC電路可使用該溫度傳感器來(lái)調(diào)節(jié)晶體頻率。

  VCXO-壓控有源晶振的頻率可以通過(guò)外部施加的電壓來(lái)調(diào)節(jié)。VCXO在頻率調(diào)制(FM)和鎖相環(huán)(PLL)系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用。 基本上是可變電壓電容器的變?nèi)荻O管能夠?qū)崿F(xiàn)頻率的電壓控制。

  OCXO-烤箱控制有源晶振對(duì)溫度變化最有彈性。晶體被容納在具有專用電路的外殼中，該電路被設(shè)計(jì)為加熱晶體周圍的區(qū)域，從而保持恒定的溫度，并且無(wú)需進(jìn)一步的漂移補(bǔ)償。OCXO在正常工作條件下提供最低的漂移。

  二、有源晶振頻率與負(fù)載的關(guān)系

  容性負(fù)載會(huì)影響頻率。有源晶振必須與變化的負(fù)載相匹配，這是多種可用晶體組件的原因。

  還必須考慮最大驅(qū)動(dòng)功率，以防止過(guò)度駕駛。 如果石英晶體不斷暴露于超出預(yù)期最大功率的超速驅(qū)動(dòng)條件下，它會(huì)迅速老化。

  甚至將其放置在板上也會(huì)影響電容性負(fù)載，無(wú)論是重新放置晶體本身還是重新布線其他組件。所有這些都是潛在的機(jī)械共振源，必須在有源晶振電路設(shè)計(jì)過(guò)程中加以考慮和測(cè)試。

  三、有源晶振頻率與電源的關(guān)系

  電源負(fù)載的變化可能導(dǎo)致有源晶振電路的有效電阻發(fā)生變化，從而導(dǎo)致頻率漂移。一種解決方案是使用穩(wěn)壓電源，以確保無(wú)論設(shè)備消耗多少電流，輸出電壓都將始終保持在電源的額定值。

推薦閱讀

• 如何用萬(wàn)用表判斷晶振的好壞
  晶體振蕩器
• 晶振怎么測(cè)量好壞
  晶振
• YXC揚(yáng)興科技 | 知識(shí)科普：一文看懂有源晶振和無(wú)源晶振的區(qū)別
  晶體振蕩器
• 數(shù)字音頻丨高品質(zhì)晶振應(yīng)用選型篇
  每一個(gè)懂得品味人生的人，都知道如何與音樂(lè)共處。音樂(lè)就是如此重要，音響也成為生活的必備品，隨著生活品質(zhì)的提升，人們對(duì)音質(zhì)的要求越來(lái)越高，高端音響大多數(shù)都帶有數(shù)字電路，其中數(shù)字音頻處理器模塊用到的晶振精度越高，音效會(huì)越好，高品質(zhì)晶振可降低本身帶來(lái)的噪聲，對(duì)音頻處理器。