石英晶體振蕩器的技術應用領域

很多人可能都不知道石英晶體振蕩器的是做什麼的，因為realglant石英晶體振蕩器的用處及領域範圍是比較廣的，同時也是90年代國家才同意生產及買賣，因為石英晶體振蕩器它不僅可以使用在通訊、基站、等領域，同時可以使用在航空航天上面，所以石英晶體振蕩器涉及的範圍是比較廣的，而且這個行業將來的趨勢同時也是勢不可擋！

下面先了解什麼是石英晶體振蕩器？

頻率範圍很寬，頻率穩定度在10-4～10-12範圍內，經校準一年內可保持

石英晶體振蕩器

0-9的準確度，高質量的石英晶體振蕩器，在經常校準時，頻率準確可達10-11.高效能模擬與混合信號IC廠商Silicon Laboratories(芯科實驗室有限公司)日前推出業界第一款支持輸出頻率可編程的振蕩器(XO)和壓控振蕩器(VCXO)。

Si570/1系列採用公司專利的DSPLL技術和業界標準的I2C接口，通過對I2C接口的操作，一顆器件就能產生10MHz到1.4GHz的任何輸出頻率，同時將均方根抖動幅度減少到0.3ps左右。

Si570任意頻率XO和Si571任意頻率VCXO最適合需要彈性頻率源的高效能應用，包括下一代網絡設備、無線基站，測試與測量裝置、高畫質電視視頻基礎設施和高速數據採集裝置！

硬體設計人員過去必須用多個固定頻率XO、VCXO或壓控SAW振蕩器(VCSO)，才能開發出複雜系統所需的可變頻率架構，並讓它們以不同頻率操作。

標稱頻率：振蕩器輸出的中心頻率或頻率的標稱值。

可選頻率範圍：我們所能提供的某種規格的振蕩器的可實現的頻率輸出。

頻率溫度穩定度：在指定溫度範圍內振蕩器的輸出頻率相對於25°C時測量值的最大允許頻率偏差。

老化：在確定時間內輸出頻率的相對變化。

輸出：振蕩器輸出的波形及功率。

占空比：反映輸出波形的對稱性，也就說，在一個周期內，高電平與低電平所占比例之比。

上升時間：方波從低電平轉換為高電平的時間。

下降時間：方波從高電平轉換為低電平的時間。

諧波：振蕩器在相對於輸出頻率諧振點處的抑制。

石英晶體振蕩器

非諧波：振蕩器在相對於輸出頻率非諧振點處的抑制。

短期頻率穩定度：振蕩器在較短時間內輸出頻率的穩定性，通常為1秒。

相位噪聲：用於描述振蕩器的短期頻率波動，通常定義為載波發生某一頻率偏移是在1Hz帶寬內的單邊帶功率密度，單位為dBc/Hz。

電源電壓：加在振蕩器電源端（Vcc）的能夠使振蕩器正常工作的電壓。

電源電流：流過振蕩器電源端（Vcc）的總電流。

工作溫度範圍：能夠保證振蕩器輸出頻率及其它各種特性能滿座指標要求的溫度範圍。

石英晶體振蕩器特點

z 在振蕩頻率上，閉合迴路的相移為2nπ。

z 當開始加電時，電路中唯一的信號是噪聲。

滿足振蕩相位條件的頻率噪聲分量以增

大的幅度在迴路中傳輸，增大的速率由附加分量，即小信號，迴路益增和晶體網絡

的帶寬決定。

z 幅度繼續增大，直到放大器增益因有源器件（自限幅）的非線性而減小或者由於某

一自動電平控制而被減小。

分類

石英晶體振蕩器

晶體振蕩器也分為無源晶振和有源晶振兩種類型。

無源晶振與有源晶振（諧振）的英文名稱不同，無源晶振為crystal（晶體），而有源晶振則叫做oscillator（振蕩器）。

無源晶振需要藉助於時鐘電路才能產生振蕩信號，自身無法振蕩起來，所以「無源晶振」這個說法並不準確；有源晶振是一個完整的諧振振蕩器。

石英晶體振蕩器與石英晶體諧振器都是提供穩定電路頻率的一種電子器件。

石英晶體振蕩器是利用石英晶體的壓電效應來起振，而石英晶體諧振器是利用石英晶體和內置IC共同作用來工作的。

振蕩器直接應用於電路中，諧振器工作時一般需要提供3.3V電壓來維持工作。

振蕩器比諧振器多了一個重要技術參數：諧振電阻（RR），諧振器沒有電阻要求。

RR的大小直接影響電路的性能，因此這是各商家競爭的一個重要參數。

原理

PXO工作原理

石英晶體振蕩器的工作原理 (7張)

放大網絡----- 對所加的信號進行放大； 反饋網絡------相位校正網絡

振蕩電路的兩項條件：

1、電路的閉環增益必須等於1，這可以通過放大器網絡的自限幅特性實現；

2、圍繞電路的網絡相移量必須等於2πn，通常n為1或2。

VCXO工作原理

VCX由石英諧振器、變容二極體和振蕩電路組成,通過控制變容二極體的電壓來改變變容二極體的電容，從而「牽引」石英諧振器的頻率，以達到頻率調製的目的。

技術規範：控制電壓–交流信號時，也稱調製電壓

壓控範圍 -電壓變化範圍內的頻率變化量

壓控極性 – 隨電壓的增加而上升的極性為「+」，反之為「-」

線性度 -頻率偏移（ error）與壓控範圍的比例

TCXO工作原理

基本上是一個VCXO和溫度補償網絡構成，補償網絡有熱敏電阻等組成，通過調節不同溫度下變容二級管的電壓來改變晶體的負載，從而調整晶體的頻率。

變容二極體反向電壓的溫度特性控制方法

1~3個熱敏電阻構成的網絡

數字邏輯器件或微處理器依據寫入memory中的晶體的F/T特性值，計算並通過D/A器件發出。

0.1 PPM的準確度可以達到，但1 PPM是批量生產的分水嶺。