晶體振蕩器是一種高精度和高穩定度的振蕩器,被廣泛應用于彩電、計算機、遙控器等各類(lèi)振蕩電路中,以及通信系統中用于頻率發(fā)生器、為數據處理設備產(chǎn)生時(shí)鐘信號和為特定系統提供基準信號。
晶體振蕩器的應用
1.通用晶體振蕩器,用于各種電路中,產(chǎn)生振蕩頻率。
2.時(shí)鐘脈沖用石英晶體諧振器,與其它元件配合產(chǎn)生標準脈沖信號,廣泛用于數字電路中。
3.微處理器用石英晶體諧振器。
4.CTVVTR用石英晶體諧振器。
5.鐘表用石英晶體振蕩器。
晶體振蕩器的技術(shù)指標
1.總頻差:在規定的時(shí)間內,由于規定的工作和非工作參數全部組合而引起的晶體振蕩
器頻率與給定標稱(chēng)頻率的最大頻差。
說(shuō)明:總頻差包括頻率溫度穩定度、頻率溫度準確度、頻率老化率、頻率電源電壓穩
定度和頻率負載穩定度共同造成的最大頻差。一般只在對短期頻率穩定度關(guān)心,而對其他頻
率穩定度指標不嚴格要求的場(chǎng)合采用。例如:精密制導雷達。
2. 頻率溫度穩定度:在標稱(chēng)電源和負載下,工作在規定溫度范圍內的不帶隱含基準溫度
或帶隱含基準溫度的最大允許頻偏。
fT=±(fmax-fmin)/(fmax+fmin)
fTref =±MAX[|(fmax-fref)/fref|,|(fmin-fref)/fref|] fT:頻率溫度穩定度
(不帶隱含基準溫度)
fTref:頻率溫度穩定度(帶隱含基準溫度)
fmax :規定溫度范圍內測得的最高頻率
fmin:規定溫度范圍內測得的最低頻率
fref:規定基準溫度測得的頻率
說(shuō)明:采用fTref指標的晶體振蕩器其生產(chǎn)難度要高于采用fT指標的晶體振蕩器,故
fTref指標的晶體振蕩器售價(jià)較高。
3. 頻率穩定預熱時(shí)間:以晶體振蕩器穩定輸出頻率為基準,從加電到輸出頻率小于規定
頻率允差所需要的時(shí)間。
說(shuō)明:在多數應用中,晶體振蕩器是長(cháng)期加電的,然而在某些應用中晶體振蕩器需要
頻繁的開(kāi)機和關(guān)機,這時(shí)頻率穩定預熱時(shí)間指標需要被考慮到(尤其是對于在苛刻環(huán)境中使
用的軍用通訊電臺,當要求頻率溫度穩定度≤±0.3ppm(-45℃~85℃),采用OCXO作為本
振,頻率穩定預熱時(shí)間將不少于5分鐘,而采用DTCXO只需要十幾秒鐘)。
4. 頻率老化率:在恒定的環(huán)境條件下測量振蕩器頻率時(shí),振蕩器頻率和時(shí)間之間的關(guān)
系。這種長(cháng)期頻率漂移是由晶體元件和振蕩器電路元件的緩慢變化造成的,可用規定時(shí)限后
的最大變化率(如±10ppb/天,加電72小時(shí)后),或規定的時(shí)限內最大的總頻率變化(如:
±1ppm/(第一年)和±5ppm/(十年))來(lái)表示。
說(shuō)明:TCXO的頻率老化率為:±0.2ppm~±2ppm(第一年)和±1ppm~±5ppm(十
年)(除特殊情況,TCXO很少采用每天頻率老化率的指標,因為即使在實(shí)驗室的條件下,溫
度變化引起的頻率變化也將大大超過(guò)溫度補償晶體振蕩器每天的頻率老化,因此這個(gè)指標失
去了實(shí)際的意義)。OCXO的頻率老化率為:±0.5ppb~±10ppb/天(加電72小時(shí)后),±
30ppb~±2ppm(第一年),±0.3ppm~±3ppm(十年)。
5.頻率壓控范圍:將頻率控制電壓從基準電壓調到規定的終點(diǎn)電壓,晶體振蕩器頻率的
最小峰值改變量。
說(shuō)明:基準電壓為+2.5V,規定終點(diǎn)電壓為+0.5V和+4.5V,壓控晶體振蕩器在+
0.5V頻率控制電壓時(shí)頻率改變量為-110ppm,在+4.5V頻率控制電壓時(shí)頻率改變量為+
130ppm,則VCXO電壓控制頻率壓控范圍表示為:≥±100ppm(2.5V±2V)。
6.壓控頻率響應范圍:當調制頻率變化時(shí),峰值頻偏與調制頻率之間的關(guān)系。通常用規
定的調制頻率比規定的調制基準頻率低若干dB表示。
說(shuō)明:VCXO頻率壓控范圍頻率響應為0~10kHz。
7.頻率壓控線(xiàn)性:與理想(直線(xiàn))函數相比的輸出頻率-輸入控制電壓傳輸特性的一種量
度,它以百分數表示整個(gè)范圍頻偏的可容許非線(xiàn)性度。
說(shuō)明:典型的VCXO頻率壓控線(xiàn)性為:≤±10%,≤±20%。簡(jiǎn)單的VCXO頻率壓控線(xiàn)性計
算方法為(當頻率壓控極性為正極性時(shí)):
頻率壓控線(xiàn)性=±((fmax-fmin)/ f0)×100%
fmax:VCXO在最大壓控電壓時(shí)的輸出頻率
fmin:VCXO在最小壓控電壓時(shí)的輸出頻率
f0:壓控中心電壓頻率
8.單邊帶相位噪聲£(f):偏離載波f處,一個(gè)相位調制邊帶的功率密度與載波功率之
比。