KVG石英振蕩器詳情T(mén)-53S3D4085KXH-LF-16.000MHz

石英振蕩器是一種產(chǎn)生高頻交流電壓的電路。作為頻率決定元件，振蕩器包含一個(gè)振動(dòng)石英。石英振蕩器以其頻率精度和頻率穩(wěn)定性令人信服。在實(shí)踐中，電路被廣泛用作無(wú)線電設(shè)備、處理器和微控制器的時(shí)鐘。因此，石英和石英晶體振蕩器被認(rèn)為是數(shù)據(jù)傳輸和電信中頻率控制的最重要組成部分也就不足為奇了。其主要優(yōu)點(diǎn)包括高諧振性能、各種振蕩器和高頻率穩(wěn)定性。

例如：測(cè)量設(shè)備、衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備或電信設(shè)備等專業(yè)應(yīng)用對(duì)嵌入式振蕩器有很高的要求，例如頻率穩(wěn)定性好、相位噪聲低、使用壽命長(zhǎng)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),所使用的石英也必須具有改進(jìn)的老化特性,以獲得相應(yīng)的整體性能。石英振蕩器通常可分為以下幾類：固定頻率振蕩器(XO)、電壓控制振蕩器(VCXO)、溫補(bǔ)晶體振蕩器(TCXO)或溫度控制的恒溫晶體振蕩器(OCXO)。

石英振蕩器(XO)

石英振蕩器的最簡(jiǎn)單形式是X-tal振蕩器(XO)。一般來(lái)說(shuō)，它由一個(gè)電動(dòng)模板組成,充當(dāng)?shù)怪梅糯笃鳌Ｔ诜答伨W(wǎng)絡(luò)中,振動(dòng)方塊作為頻率確定元件集成。當(dāng)循環(huán)增益大于1時(shí)，振蕩器從噪聲中開(kāi)始振蕩到頻率,在此頻率中,整個(gè)循環(huán)的相位移取2π的倍數(shù)。

通過(guò)插入與振動(dòng)方塊成串的負(fù)載電容,可以改變諧振條件,從而在小范圍內(nèi)改變諧振頻率。它可以平衡石英頻率的制造偏差,并將振蕩器與所需的額定頻率相匹配。振動(dòng)石英不僅可以在其基本振動(dòng)模式下運(yùn)行,而且可以在更高的上聲模式下運(yùn)行。在物理學(xué)上,這里只有奇數(shù)頂音(3, 5, 7, 等等)。(注意：石英振蕩器的頂音命名是歷史性的,與經(jīng)典的振動(dòng)頂音計(jì)數(shù)不一致。石英振蕩器在3。Oberton實(shí)際上在第三諧波中振動(dòng),這在物理上對(duì)應(yīng)于第二諧波),振動(dòng)夸克和所有電子元件都會(huì)根據(jù)環(huán)境溫度或多或少地改變其電氣特性。簡(jiǎn)單的 XOs 直接暴露在環(huán)境溫度下,因此輸出頻率在 -40 °C – +85 °C 溫度范圍內(nèi)具有高達(dá) 100 ppm 的明顯溫度依賴性。

電壓控制的石英振蕩器(VCXO)

負(fù)載容量用于無(wú)控制的石英振蕩器(XO),以便在生產(chǎn)過(guò)程中將振蕩器與固定容量相匹配以達(dá)到額定頻率。然而,由于老化效應(yīng),系統(tǒng)的固有頻率會(huì)隨著時(shí)間的推移而改變。為了能夠稍后改變振蕩器的頻率,可以將所謂的容量二極管與振動(dòng)夸克串聯(lián)起來(lái),而不是固定容量。該二極管具有可變的電容,這取決于施加在其上的電壓,即所謂的拉伸電壓。(VCXO,Voltage-controled X-tal oscillator)是壓控晶體振蕩器。通常,容量二極管的設(shè)計(jì)方式是,通過(guò)改變負(fù)載容量,可以抵消溫度差和老化引起的所有頻率偏差。

溫度補(bǔ)償石英振蕩器(TCXO)

可以利用 VCXO 的拉伸能力來(lái)制造振蕩器,通過(guò)內(nèi)部補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)來(lái)抵消溫度影響,從而顯著降低溫度通量。為此,電容二極管上的電壓會(huì)發(fā)生變化,以便電容的變化可以抵消與溫度相關(guān)的頻率變化。

無(wú)補(bǔ)償?shù)臏囟韧靠梢杂?度多項(xiàng)式近似地描述。由此產(chǎn)生補(bǔ)償電壓,該補(bǔ)償電壓由模擬補(bǔ)償網(wǎng)或相應(yīng)的集成電路生成,并且也由多項(xiàng)式描述。在現(xiàn)代IC中,多項(xiàng)式達(dá)到6級(jí)是常見(jiàn)的。對(duì)于一個(gè)好的TCXO，補(bǔ)償?shù)臏囟韧恐挥袔?ppm的偏差。溫度補(bǔ)償和電壓控制的石英振蕩器的組合也是可能的。這些組合以VC-TCXO振蕩器的形式提供。

溫度穩(wěn)定的石英振蕩器(OCXO)

使用溫度穩(wěn)定的石英振蕩器(OCXO,Oven-controlled X-tal oscillator)可以實(shí)現(xiàn)最佳的頻率精度。在這里,振動(dòng)石英,以及電振蕩器電路的主要部件,保持在恒定溫度的加熱控制。這消除了環(huán)境溫度對(duì)頻率穩(wěn)定性的影響。振蕩器的加熱被設(shè)計(jì)成石英被加熱到其上反轉(zhuǎn)點(diǎn)的溫度,并保持在該溫度(通常約。80-100°C),在上反轉(zhuǎn)點(diǎn),石英的溫度依賴性最小,因此溫度的微小變化對(duì)頻率的影響很小。OCXO晶振的穩(wěn)定性在很大程度上取決于加熱裝置的質(zhì)量,該裝置必須對(duì)外部溫度的變化迅速而無(wú)過(guò)度反應(yīng)。

基本概念

額定頻率:振蕩器設(shè)計(jì)的平均工作頻率

頻率公差:制造后實(shí)際頻率與標(biāo)稱頻率的偏差

頻率穩(wěn)定性:工作溫度范圍內(nèi)的頻率變化

老化:在指定的時(shí)間間隔內(nèi)頻率的最大允許相對(duì)變化

拉力:振蕩器輸入端允許的電壓范圍,可用于校正輸出頻率

供電電壓:振蕩器可在規(guī)格范圍內(nèi)可靠操作的電壓范圍。

預(yù)熱時(shí)間:啟動(dòng)后振蕩器出現(xiàn)與正常工作頻率定義偏差的時(shí)間

1/5