石英晶體振蕩器的特性和輸出類(lèi)型
一、晶體振蕩器的特性
晶體振蕩器的主要特性之一是工作溫度內(nèi)的穩(wěn)定性，它是決定石英晶體振蕩器價(jià)格的重要因素。穩(wěn)定性愈高或溫度范圍愈寬，晶體的價(jià)格就愈高。工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的-40～+75℃這個(gè)范圍往往只是出于設(shè)計(jì)者們的習(xí)慣，倘若-30～+70℃已經(jīng)夠用，那么就不必去追求更寬的晶振溫度范圍。設(shè)計(jì)工程師要謹(jǐn)慎決定特定應(yīng)用的實(shí)際需要，然后規(guī)定振蕩器的穩(wěn)定度。指標(biāo)過(guò)高意味著花錢(qián)愈多。
晶體老化是造成頻率變化的又一重要因素。根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品的預(yù)期壽命不同，有多種方法可以減弱這種影響。晶體老化會(huì)使輸出頻率按照對(duì)數(shù)曲線發(fā)生變化，也就是說(shuō)在產(chǎn)品使用的第一年，這種現(xiàn)象才最為顯著。例如，使用10年以上的晶體，其老化速度大約是第一年的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(diào)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。
與穩(wěn)定度有關(guān)的其他因素還包括電源電壓、負(fù)載變化、相位噪聲和抖動(dòng)，這些指標(biāo)應(yīng)該規(guī)定出來(lái)。對(duì)于工業(yè)產(chǎn)品，有時(shí)還需要提出振動(dòng)、沖擊方面的指標(biāo)，軍用品和宇航設(shè)備的要求往往更多，比如壓力變化時(shí)的容差、受輻射時(shí)的容差，等等。
二、晶體振蕩器的輸出類(lèi)型
晶體振蕩器必須考慮的其它參數(shù)是輸出類(lèi)型、相位噪聲、抖動(dòng)、電壓特性、負(fù)載特性、功耗、封裝形式，對(duì)于工業(yè)產(chǎn)品使用的晶體振蕩器，有時(shí)還要考慮沖擊和振動(dòng)、以及電磁干擾（EMI）。晶體振蕩器可HCMOS/TTL兼容、ACMOS兼容、ECL和正弦波輸出。每種輸出類(lèi)型都有它的獨(dú)特波形特性和用途。應(yīng)該關(guān)注三態(tài)或互補(bǔ)輸出的要求。對(duì)稱(chēng)性、上升和下降時(shí)間以及邏輯電平對(duì)某些應(yīng)用來(lái)說(shuō)也要作出規(guī)定。
許多DSP和通信芯片組往往需要嚴(yán)格的對(duì)稱(chēng)性（45%至55%）和快速的上升和下降時(shí)間（小于5ns）。相位噪聲和抖動(dòng)：在頻域測(cè)量獲得的相位噪聲是短期穩(wěn)定度的真實(shí)量度。它可測(cè)量到中心頻率的1Hz之內(nèi)和通常測(cè)量到1MHz。晶體振蕩器的相位噪聲在遠(yuǎn)離中心頻率的頻率下有所改善。
TCXO和OCXO振蕩器以及其它利用基波或諧波方式的晶體振蕩器具有較好的相位噪聲性能。采用鎖相環(huán)合成器產(chǎn)生輸出頻率的振蕩器比采用非鎖相環(huán)技術(shù)的振蕩器一般呈現(xiàn)較差的相位噪聲性能。抖動(dòng)與相位噪聲相關(guān)，但是它在時(shí)域下測(cè)量。以微微秒表示的抖動(dòng)可用有效值或峰—峰值測(cè)出。許多應(yīng)用，例如通信網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸、ATM和SONET要求必須滿足嚴(yán)格的拌動(dòng)指標(biāo)。需要密切注意在這些系統(tǒng)中應(yīng)用的振蕩器的抖動(dòng)和相位噪聲特性。
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