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晶體振蕩器基本常識
1、普通晶體振蕩器PackagedCrystalOscillator(PXO)*簡單和*適用的、其基本控制元件為晶體元件的振蕩器。由于不采用溫度控制和溫度補償方式,它的頻率-溫度特性主要由所采用的晶體元件來確定。
2、電壓控制晶體振蕩器VoltageControlledCrystalOscillator(VCXO)用外加控制電壓偏置或調制其頻率輸出的晶體振蕩器。VCXO的頻率-溫度特性類似于PXO,主要由所采用的晶體元件來確定。
3、溫度補償晶體振蕩器TemperatureCompensatedCrystalOscillator(TCXO)包括數字補償晶體振蕩器(DCXODigitallyCompensatedCrystalOscillator)和微機補償晶體振蕩器(MCXOMicrocomputerCompensatedCrystalOscillator)。器件內部采用模擬補償網絡或數字補償方式、利用晶體負載電抗隨溫度的變化而補償晶體元件的頻率-溫度特性,以達到減少其頻率-溫度偏移的晶體振蕩器。
4、恒溫控制晶體振蕩器OvenControlledCrystalOscillator(OCXO)至少是將晶體元件置于隔熱罩里(如恒溫槽)控制其溫度,以使晶體溫度基本維持不變的晶體振蕩器。
5、電壓控制-溫補晶體振蕩器(VCTCXO)溫度補償晶體振蕩器和電壓控制晶體振蕩器結合。
6、電壓控制-恒溫晶體振蕩器(VCOCXO)恒溫晶體振蕩器和電壓控制晶體振蕩器結合。
二、晶體振蕩器主要參數
★頻率準確度:在標稱電源電壓、標稱負載阻抗、基準溫度(252℃)以及其他條件保持不變,晶體振蕩器的頻率相對與其規定標稱值的允許偏差,即(fmax-fmin)/f0;
★溫度穩定度:其他條件保持不變,在規定溫度范圍內晶體振蕩器輸出頻率的變化量相對于溫度范圍內輸出頻率極值之和的允許頻偏值,即(fmax-fmin)/(fmax+fmin);
★頻率調節范圍:通過調節晶振的某可變元件改變輸出頻率的范圍。頻率調節的作用是:
、賹⑤敵鲱l率調節到該頻率范圍內的某一預定值;
、谟捎诶匣蚱渌,晶體振蕩器的輸出頻率產生偏移,將輸出頻率調到規定值。
★調頻(壓控)特性:包括調頻頻偏、調頻靈敏度、調頻線性度。
、僬{頻頻偏:壓控晶體振蕩器控制電壓由標稱的值變化到*小值時輸出頻率差。
、谡{頻靈敏度:壓控晶體振蕩器變化單位外加控制電壓所引起的輸出頻率的變化量。
、壅{頻線性度:是一種與理想直線(*小二乘法)相比較的調制系統傳輸特性的量度。
通常是以在規定范圍內偏離理想直線的百分數表示
★負載特性:其他條件保持不變,負載在規定變化范圍內晶體振蕩器輸出頻率相對于標稱負載下的輸出頻率的允許頻偏。
★電壓特性:其他條件保持不變,電源電壓在規定變化范圍內晶體振蕩器輸出頻率相對于標稱電源電壓下的輸出頻率的允許頻偏。
★雜波:輸出信號中與主頻無諧波(副諧波除外)關系的離散頻譜分量與主頻的功率比,用dBc表示。
★諧波:諧波分量功率Pi與載波功率P0之比,用dBc表示。
★頻率老化:在規定的環境條件下,由于元件(主要是石英諧振器)老化而引起的輸出頻率隨時間的系統漂移過程。通常用某一時間間隔內的頻差來量度。對于高穩定晶振,由于輸出頻率在較長的工作時間內呈近似線性的單方向漂移,往往用老化率(單位時間內的相對頻率變化)來量度。如:10-8/日或10-6/年等。
★日波動:指振蕩器經過規定的預熱時間后,每隔一小時測量一次,連續測量24小時,將測試
數據按S=(fmax-fmin)/f0式計算,得到日波動。
★開機特性:在規定的預熱時間內,振蕩器頻率值的變化,用V=(fmax-fmin)/f0表示。
★相位噪聲:短期穩定度的頻域量度。用單邊帶噪聲與載波噪聲之比?(f)表示,?(f)與噪聲起伏的頻譜密度Sφ(f)和頻率起伏的頻譜密度Sy(f)直接相關,由下式表示:
f2S(f)=f02Sy(f)=2f2?(f)
f—傅立葉頻率或偏離載波頻率;f0—載波頻率