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晶振技術參數(shù)
2018-08-22 16:53:11
晶體振蕩器:?
A、晶體振蕩器是一種時間/頻率器件，由晶體諧振器和振蕩電路組成。?
B、晶體振蕩器的分類:?
按照其功能類型可分為四種：?
SPXO??簡單封裝晶體振蕩器?
VCXO??電壓控制晶體振蕩器?
TCXO??溫度控制晶體振蕩器 溫度補償晶體振蕩器?
OCXO??恒溫晶體振蕩器 溫度控制晶體振蕩器?
C、常規(guī)批量生產可達到的穩(wěn)定度：?
???????????????? SPXO?????? VCXO??????TCXO???????? OCXO?
0 to 70℃??????10 ppm???? 10 ppm????0.1 ppm???? 0.005 ppm?
-20 to 70℃???? 25 ppm???? 25 ppm????0.3 ppm???? 0.01 ppm?
-40 to 85℃???? 30 ppm???? 30 ppm????0.5 ppm???? 0.03 ppm?
-55 to 125℃????50 ppm???? 50 ppm????1.0 ppm?????? N/A?
工作溫度范圍內的穩(wěn)定度要求 典型應用???????????? 振蕩器類型?
±0.2ppm?????????? 電信傳輸設備的時鐘基準?????????? OCXO?
±0.2～±0.5ppm 電信傳輸設備的Stratum 3時鐘基準????OCXO,帶模擬集成電路的TCXO?
±0.5～±1.0ppm 軍用無線電設備,E-911蜂窩電話定位器 帶模擬集成電路的TCXO?
±1.0～±2.5ppm 移動無線電設備(例如應急通信設備) 帶模擬集成電路的TCXO?
±2.5～±10ppm???? 移動電話 帶電熱調節(jié)的TCXO?
±10～±20ppm???? 傳真機 TCXO,VCXO,SPXO?????
????> ±20ppm?? 計算機時鐘信號源 SPXO/XO?
D、晶體振蕩器主要技術指標:?
1）標稱頻率?
2）中心頻率偏差?
3）頻率調整范圍（機械或壓控）?
4）工作溫度范圍?
5）壓控特性（電壓范圍、極性、線性度、壓控輸入阻抗）?
6）輸出波形（正弦波； 方波：上升/下降沿時間、占空比、高/低電平）?
7）工作電流、功耗?
8）電壓變化頻率穩(wěn)定度?
9）負載變化頻率穩(wěn)定度?
10）溫度頻率穩(wěn)定度?
11）負載能力?
12）頻率老化（長期頻率穩(wěn)定度）?
13）短期頻率穩(wěn)定度?
14）相位噪聲?
15）開機特性?
E、晶體振蕩器-SPXO:?
簡單封裝晶體振蕩器，沒有電壓控制和溫度補償，頻率溫度特性取決于晶體單元，?
稱為SPXO（Simple Packaged Crystal Oscillator ）或時鐘（Clock）。?
F、溫度補償晶體振蕩器-TCXO:?
1.直接溫度補償晶體振蕩器?
2.間接溫度補償晶體振蕩器?
G、恒溫晶體振蕩器 - OCXO?
近年來，由于技術的發(fā)展，OCXO多采用功率器件直接加熱的方法，只有一些指標要求很高的OCXO才使用恒溫槽。?
H、OCXO主要技術指標定義的IEC標準?
1）標稱頻率（Nominal frequency）?
?? 振蕩器標明的工作頻率。?
2）中心頻率偏差 (Frequency accuracy)?
?? 在基準點溫度環(huán)境（25 ± 2 ℃ ）和中心控制電壓時，測得的頻率值與標稱頻率的偏差。?
3）頻率調諧范圍（Frequency adjustment range）?
?? 用某種可變元件使振蕩器頻率能夠改變的頻率范圍。?
?? 注：調整的目的：?
??????1）把頻率調到規(guī)定調整范圍內的任一特定值。?
??????2）由于老化和其它條件變化而引起頻率偏移后，能夠把振蕩器頻率修正到規(guī)定值。?
??????調整的方式：?
??????3）調節(jié)方式有機械調節(jié)和電壓調節(jié)兩種?
??????4）可變元件通常指變容二極管、多圈電位器等。?
4）工作溫度范圍 (Operating temp. range)?
??振蕩器能夠正常工作，其頻率及其它輸出信號性能均不超過規(guī)定的允許偏差的溫度范圍。?
??注：1）工作溫度范圍的下限越低，振蕩器功耗越大，同時頻率溫度穩(wěn)定度越難實現(xiàn)。?
??????2）工作溫度范圍的上限越高，晶體拐點設置越高， 晶體成本上升越多。?
5）壓控特性（電壓范圍、極性、線性、壓控輸入阻抗）?
當控制電壓變化時，引起的振蕩器輸出的頻率、波形特征等電特性的變化。?
注：1）電壓范圍：用來調節(jié)頻率的電壓的可調范圍。常見的有0～3.3V,??0.3～3.0V, 0～ 5V, 0.5～4.5V等。???
????2）壓控范圍：壓控電壓在電壓范圍內變化的時候，振蕩器的頻率能夠變化的范圍。?
????3）極性：當振蕩器的頻率隨壓控電壓的增加而增加的時候，壓控極性為正極性，反之為負極性。?
????4）線性度：理想的壓控電壓和頻率變化量的關系是線性的， 但實際上總會有所偏差， 這個偏差就是?
?????? 表征理想程度的壓控線性度， 通常用百分比表示。?
????5）如果系統(tǒng)不能給出穩(wěn)定的電壓信號， 或者對輸出頻率有嚴格的控制要求時， 通常振蕩器可以自己給?
?????? 出經過穩(wěn)壓后的精準的電壓供壓控電壓用， 這個精準的電壓就是參考電壓。?
6）輸出波形（Output waveform）????正弦: 負載能力?
?? 方波: 上升沿時間、下降沿時間、占空比、高/低電平?
振蕩器工作時輸出的波形及波形的具體特性。?
注：常見輸出波形及輸出特性指標：?
??1）正弦波（Sine）：諧波抑制（Harmonic attenuation）、?
???? 雜波抑制（Noise attenuation ）、負載（Load）、輸出幅度（Output level）。?
??2）削峰正弦波（Clipping Sine）：負載（Load）、輸出幅度（Output level）。?
??3）方波（Square）：又分為MOS和TTL兩類輸出。?
???? 負載（Load）、占空比（Duty cycle）、上升/下降時間（Rise/fall time）、?
???? 高低電平（“1” and “0” level）。?
7）工作電流、功耗 (Input current, power consumption)?
8）頻率溫度穩(wěn)定度 (Frequency stability over temp.)?
?? 其它條件不變時，由于振蕩器工作在規(guī)定的溫度范圍內引起的相對于基準溫度時的頻率偏移。?
9）負載變化頻率穩(wěn)定度 (Frequency stability Vs voltage+/-5% )?
?? 其它條件不變時，由于負載阻抗在規(guī)定范圍內變化引起的相對于規(guī)定的負載條件時的頻率偏移。?
10）電源變化頻率穩(wěn)定度 (Frequency stability Vs Load+/-10% )?
????其它條件不變時，由于電源電壓在規(guī)定范圍內變化引起的相對于規(guī)定的電源電壓時的頻率偏移。?
11）老化率（長期頻率穩(wěn)定度）(Aging , long term stability)?
????振蕩器頻率與時間之間的關系。?
????注: 這種頻率漂移是石英晶體或/和電路中的其它元器件的長期變化造成的，可以用規(guī)定時間間隔內平均頻率的相對變化來表示。?
?????? 頻率老化是不可避免的。同時方向可能為正也可能為負。?
?????? 又稱為日老化率、長穩(wěn)等。?
12）短期頻率穩(wěn)定度(Short term stability)?
??????振蕩器短時間內的頻率隨機起伏程度。?
????注:以秒為單位，又稱為秒基穩(wěn)定度、秒穩(wěn)、短穩(wěn)等。?
13）相位噪聲(Phase noise)?
????振蕩器短期頻率穩(wěn)定度的頻域量度，通常用相應起伏功率譜密度SΨ(f) 表示，其中相位起伏函數(shù)為Ψ(f)=2πFt-2πF0t?
????注:抖動是振蕩器短期頻率穩(wěn)定度的時域量度，實際上和相位噪聲都是頻率短期穩(wěn)定度的一種度量方式。?
14)其他指標：功耗,開機特性,重現(xiàn)性,可工作溫度范圍,抗機械沖擊性能,抗電脈沖沖擊性能,存儲溫度范圍,?
?? 重力加速度頻率穩(wěn)定度,恒溫報警,三態(tài)控制?
TCXO???? Temperature Compensated Crystal Oscillators??溫補晶振?TCVCXO TemperatureCompensatedVoltageControlled Oscillators??溫補壓控晶振
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