一、石英晶体谐振器:
A、主要指标
1.频率 f
2.频率公差
3.切型 AT BT SC
4.泛音次数 基频 三次泛音 五次泛音 七次泛音
5.电阻 Rr RL
6.负载电容 CL
7.静电容 Co
8.动态电容 C1
9.电容比 r =Co / C1
10.频率牵移 Ts ( ppm / pF )
11.Q值
12.DLD
13.老化
14.寄生抑制
15.频率温度特性(F-T)
B、有源晶振与无源晶振
石英晶片之所以能当为振荡器使用,是基于它的压电效应:在晶片的两个极上加一电场,
会使晶体产生机械变形;在石英晶片上加上交变电压,晶体就会产生机械振动,同时机械
变形振动又会产生交变电场,虽然这种交变电场的电压极其微弱,但其振动频率是十分稳定的。当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(由晶片的尺寸和形状决定)相等时,机械振动的幅度将急剧增加,这种现象称为“压电谐振”。
二、晶体振荡器:晶振,晶体振荡器
A、晶体振荡器是一种时间/频率器件,由晶体谐振器和振荡电路组成。
B、晶体振荡器的分类:
D、晶体振荡器主要技术指标:
1)标称频率
2)中心频率偏差
3)频率调整范围(机械或压控)
4)工作温度范围
5)压控特性(电压范围、极性、线性度、压控输入阻抗)
6)输出波形(正弦波; 方波:上升/下降沿时间、占空比、高/低电平)
7)工作电流、功耗
8)电压变化频率稳定度
9)负载变化频率稳定度
10)温度频率稳定度
11)负载能力
12)频率老化(长期频率稳定度)
13)短期频率稳定度
14)相位噪声
15)开机特性
E、晶体振荡器-SPXO:
简单封装晶体振荡器,没有电压控制和温度补偿,频率温度特性取决于晶体单元,
称为SPXO(Simple Packaged Crystal Oscillator )或时钟(Clock)。
F、温度补偿晶体振荡器-TCXO:
1.直接温度补偿晶体振荡器
2.间接温度补偿晶体振荡器
G、恒温晶体振荡器 - OCXO
近年来,由于技术的发展,OCXO多采用功率器件直接加热的方法,只有一些指标要求很高的OCXO才使用恒温槽。
H、OCXO主要技术指标定义的IEC标准
1)标称频率(Nominal frequency)
振荡器标明的工作频率。
2)中心频率偏差 (Frequency accuracy)
在基准点温度环境(25 ± 2 ℃ )和中心控制电压时,测得的频率值与标称频率的偏差。
3)频率调谐范围(Frequency adjustment range)
用某种可变元件使振荡器频率能够改变的频率范围。
注:调整的目的:
1)把频率调到规定调整范围内的任一特定值。
2)由于老化和其它条件变化而引起频率偏移后,能够把振荡器频率修正到规定值。
调整的方式:
3)调节方式有机械调节和电压调节两种
4)可变元件通常指变容二极管、多圈电位器等。
4)工作温度范围 (Operating temp. range)
振荡器能够正常工作,其频率及其它输出信号性能均不超过规定的允许偏差的温度范围。
注:1)工作温度范围的下限越低,振荡器功耗越大,同时频率温度稳定度越难实现。
2)工作温度范围的上限越高,晶体拐点设置越高, 晶体成本上升越多。
5)压控特性(电压范围、极性、线性、压控输入阻抗)
当控制电压变化时,引起的振荡器输出的频率、波形特征等电特性的变化。
注:1)电压范围:用来调节频率的电压的可调范围。常见的有0~3.3V, 0.3~3.0V, 0~ 5V, 0.5~4.5V等。
2)压控范围:压控电压在电压范围内变化的时候,振荡器的频率能够变化的范围。
3)极性:当振荡器的频率随压控电压的增加而增加的时候,压控极性为正极性,反之为负极性。
4)线性度:理想的压控电压和频率变化量的关系是线性的, 但实际上总会有所偏差, 这个偏差就是
表征理想程度的压控线性度, 通常用百分比表示。
5)如果系统不能给出稳定的电压信号, 或者对输出频率有严格的控制要求时, 通常振荡器可以自己给
出经过稳压后的精准的电压供压控电压用, 这个精准的电压就是参考电压。