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晶體振蕩器的特性
溫度特性:指在其他條件不變的情況下,溫度對其頻率穩(wěn)定度的影響
電壓特性:指在其他條件不變的情況下,電壓的變化(小幅度紋波)對其頻率穩(wěn)定度的影響
壓控電壓:有些晶振會有一個VC腳位,通過外加電壓調節(jié)輸出頻率,一般牽引范圍在PPM級別
雜散:指相噪曲線上的一些毛刺,源于放大器或者混頻器的噪音
短期穩(wěn)定性:理想的振蕩器的輸出電壓為正弦曲線。實際的振蕩器輸出電壓由于噪聲的影響是偏移的正弦曲線的
晶體振蕩器的選用
晶體振蕩器被廣泛應用到軍、民用通信電臺,微波通信設備,程控電話交換機,無線電綜合測試儀,BP機、移動電話發(fā)射臺,頻率計數器、GPS、遙控移動設備等。它有多種封裝,特點是電氣性能規(guī)范多種多樣。它有好幾種不同的類型:電壓控制晶體振蕩器(VCXO)、溫度補償晶體振蕩器(TCXO)、恒溫晶體振蕩器(OCXO),以及數字補償晶體振蕩器(MCXO或DTCXO),每種類型都有自己的性能。如果需要使設備即開即用,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。 晶體振蕩器的主要特性之一是工作溫度內的穩(wěn)定性,它是決定振蕩器價格的重要因素。穩(wěn)定性愈高或溫度范圍愈寬,器件的價格亦愈高。工業(yè)級標準規(guī)定的-40~ 75℃這個范圍往往只是出于設計者們的習慣,倘若-30~ 70℃已經夠用,那么就不必去追求更寬的溫度范圍。設計工程師要慎密決定特定應用的實際需要,然后規(guī)定振蕩器的穩(wěn)定度。指標過高意味著花錢愈多。晶體老化是造成頻率變化的又一重要因素。根據目標產品的預期壽命不同,有多種方法可以減弱這種影響。晶體老化會使輸出頻率按照對數曲線發(fā)生變化,也就是說在產品使用的一年,這種現象才較為顯著。例如,使用10年以上的晶體,其老化速度大約是一年的3倍。采用特殊的晶體加工工藝可以改善這種情況,也可以采用調節(jié)的辦法解決,比如,可以在控制引腳上施加電壓(即增加電壓控制功能)等。
為什么晶振尺寸越小,產品的靈活度越高
近年來,智能手機等移動設備、可穿戴式設備及IoT設備等使用智能的電子設備迅速普及。而且,為了提高產品的設計靈活度和可穿戴舒適度并確保配置新功能所用的空間,要求這些產品上搭載的元器件的尺寸和功耗降低到極限。以晶振為例,在智能硬件還未興起的年代,3225貼片晶振使用較為廣泛,2520也算是尺寸相對較小的無源晶振封裝了。如今,智能產品上所搭載的無源晶振多以1612貼片晶振,2016貼片晶振為主。這些晶振由于體積過于渺小,需要放大鏡甚至顯微鏡才能看清真實面目。電子元器件一致改小,那么它們之間的間距也會縮短,這樣來,有個好處就是能讓不同晶體管終端的電容量降低,從而提升它們的交換頻率。因為每個晶體管在切換電子信號的時候,所消耗的動態(tài)功耗會直接和電流容量相關,從而使得運行速度加快,能耗變小。明白了這一點,也就不難理解為什么制程的數值越小,制程就越先進;元器件的尺寸越小,處理器的集成度越高,因此靈活度更高,處理器的功耗反而越低的道理了。