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淺析晶振定制工作原理

發(fā)布時間:2020-07-12   點擊量:612

3.壓控晶振VoltageControlledCrystalOscillator(VCXO):是一種可通過調(diào)整外加電壓使晶振輸出頻率隨之改變的晶體振蕩器,主要用于鎖相環(huán)路或頻率微調(diào)。壓控晶振的頻率控制范圍及線性度主要取決于電路所用變?nèi)荻O管及晶體參數(shù)兩者的組合

晶振定制恒溫晶振(OCXO)介紹恒溫晶體振蕩器OCXO(OvenControlledCrystalOscillator),是目前頻率穩(wěn)定度和精確度最高的石英晶體振蕩器。它在老化率、溫度穩(wěn)定性、長期穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定度等方面的性能都非常好,作為精密的時頻信號源被廣泛用于全球定位系統(tǒng)通信、計量、頻譜及網(wǎng)絡(luò)分析儀等電子儀器中晶振定制

。目前,絕大多數(shù)高穩(wěn)定度石英晶體振蕩器都采用了將晶體恒溫的方法,使用精密的恒溫控制槽,將槽內(nèi)溫度調(diào)節(jié)到晶體諧振器的零溫度系數(shù)點上。這樣,能最大限度地克服溫度對晶體振蕩器頻率的影響,被廣泛用作標準頻率源。恒溫晶體振蕩器包括以下幾個基本組成部分。7)頻譜純度:頻率穩(wěn)定度的一種頻域量度,它通常用信號邊帶的噪聲功率譜中每赫茲帶寬的噪聲功率相對于總信號功率的分貝數(shù)來表示;8)諧波失真:用不希望的信號頻譜分量與有用信號頻率的諧波關(guān)系描述的非線形失真;9)再現(xiàn)性:振蕩器經(jīng)過規(guī)定的時間間隔,再加電一段時間后返回原來頻率的能力;

晶振定制溫補晶振:TCXO,普通的振蕩器內(nèi)置溫度曲線補償電路,頻率穩(wěn)定度可以做到+/-0.5ppm,一般的也能做到+/-2ppm可以實現(xiàn)如果您需要使您的設(shè)備即開即用,您就必須選用VCXO或溫補晶振,如果要求穩(wěn)定度在0.5ppm以上,則需選擇數(shù)字溫補晶振(MCXO)。模擬溫補晶振適用于穩(wěn)定度要求在5ppm~0.5ppm之間的需求。VCXO只適合于穩(wěn)定度要求在5ppm以下的產(chǎn)品。在不需要即開即用的環(huán)境下,如果需要信號穩(wěn)定度超過0.1ppm的,可選用OCXO。。消耗電流一般小于幾十mA。是最常見的高精度的產(chǎn)品。在通訊終端中很常見。更好的如EPSON(愛普生)TG-5500CA系列溫補晶振已經(jīng)實現(xiàn)0.1ppm的高精度和20年的高穩(wěn)定性。

晶振定制當(dāng)恒溫槽的工作溫度波動被控制在很小范圍內(nèi)時,如優(yōu)于百分之一攝氏度時,其頻率溫度變化也可以被限制在很小的范圍內(nèi),而且正是由于這種恒溫作用,其頻率溫度變化曲線非常接近于線性晶振定制石英晶片的切型大致可以分為AT切、BT切、CT切、DT切等,不同的切型,所對應(yīng)的頻率溫度曲線不一樣,可以采用AT切32.768KHZ鐘振來解決難題。音叉32.768KHZ晶體頻率溫度曲線為二次拋物線,隨著工作溫度偏離常溫25℃越遠,溫漂也隨之變大,-10℃~60℃其溫漂達到將近50ppm,如按工業(yè)級-40℃~85℃計算,溫漂高達151ppm,難以適應(yīng)工業(yè)級工作溫度范圍的電子產(chǎn)品,對其進行溫度補償也較為困難,因此,市面上針對32.768KHZ的TCXO很少,且價格極為昂貴。對于一般的消費類電子行業(yè),如需工業(yè)級-40℃~85℃,且溫度頻差控制在±30ppm以內(nèi),使用普通音叉型32.768KHZ晶體,是無法滿足要求的。然而,如果能將晶片切型改為AT切的切型,那么工業(yè)級溫度頻差控制在±30ppm以內(nèi)將不成問題。。所以對OCXO恒溫晶振的頻率溫度變化的預(yù)測可以采用線性數(shù)學(xué)模型,而Kalman濾波算法正是一種較好的線性模型估計器,因此用它來擬合OCXO恒溫晶振的頻率溫度特性曲線是合適的。
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