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带您了解不同类型晶体振荡器稳定性

作者:爱普生代理江苏南山 发布时间:2021-07-20分类:基础知识浏览:49次

 在设备的整个生命周期内以指定的频率传输而没有任何频率偏差。不幸的是,理想的电路是一种数学幻想。

影响石英晶体振荡器稳定性和频率漂移问题的因素有很多。为了尽可能避免这些问题,深入了解精确的频率稳定性将有助于为您提供使应用程序保持*佳性能的工具。

不幸的是,我们注意到在晶体振荡器稳定性方面存在许多误解。更具体地说,往往有很多关于不同类型稳定性问题的常见问题解答,包括:

频率与温度稳定性

频率与负载稳定性

频率与供应稳定性

ADEV - 艾伦偏差

在这篇文章中,您将详细了解这些不同类型的有源贴片晶振振荡器稳定性以及如何管理它们。您即将成为管理应用中频率漂移的*家!

晶体振荡器稳定性的主要因素

振荡器频率与温度

温度是我们这里列表的顶部,因为它是频率漂移的重要原因。湿度和压力会产生更大的影响,以十亿分之一计,但这些环境影响可以通过晶体的密封包装轻松克服,无论是在真空中还是在惰性气体(如氮气)中。

温度提出了更困难的挑战。温度变化会导致标准范围内数十 ppm 的频率漂移,并在极端温度下进一步恶化。

晶振稳定性.jpg

简单的系统级解决方案(例如冷却风扇)对于许多应用来说并不实用,但可以在振荡器集成电路 (IC) 本身中设计精确控制,以感测和补偿环境温度变化。

开发人员必须了解晶振振荡器的稳定性额定值(通常表征为 25 摄氏度)并不代表元件在整个温度范围内的精度。好消息是有多种温度补偿振荡器可用。

TCXO - 温度补偿晶体振荡器有一个内部温度传感器,IC 电路使用它来调整晶体的频率。

VCXO - 压控晶体振荡器频率可以通过外部施加的电压进行调整。VCXO 在频率调制 (FM) 和锁相环 (PLL) 系统中具有广泛的应用。变容二极管本质上是一个可变电压电容器,可以对频率进行电压控制。

OCXO - 烤箱控制晶体振荡器对温度变化较具弹性。晶体安装在带有专门电路的外壳中,该电路旨在加热晶体周围的区域以保持恒定温度并消除进一步漂移补偿的需要。OCXO在正常工作条件下提供*低的漂移。

振荡器频率与负载

容性负载影响频率。晶体振荡器必须与变化的负载相匹配,这说明了可用的晶体组件种类繁多。

还必须考虑*大驱动功率以防止过度驱动。 如果石英晶体经常暴露在超过预期*大功率的过载条件下,它会迅速老化。

甚至电路板上的放置也会影响容性负载,无论是重新定位晶体本身还是其他组件的重新布线。所有这些都是机械共振的潜在来源,必须在振荡器电路设计过程中加以考虑和测试。

振荡器频率与电源

电源负载的改变会导致振荡器电路的有效电阻发生变化,从而导致频率漂移。一种解决方案是使用稳压电源,确保输出电压始终保持在电源的额定值,而不管设备消耗的电流如何。

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