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Oscilent Oscillator穩定性與可調性

來源:http://www.11ed.cn 作者:金洛鑫電子 2019年01月23
   奧斯康利Oscilent晶振公司擁有廣泛的生產線,1990年開始在中國生產,但總公司卻是在美國,1993年也在韓國成立了分工廠,主要負責TCXO,VCXO的研發和生產,這兩家制造基地均獲得ISO9001認證。Oscilent Crystal公司設計的振蕩器方案具有靈活性,穩定性與可調性,可按照客戶的要求定制產品,開發和制造區域的OEM,設計和按方案制造客戶提供服務。
   在大多數晶體振蕩器類型中,使用可變負載電容器將振蕩頻率調整到所需值。這種振蕩器在圖4的并聯諧振區域工作,其中電抗與頻率斜率(即“剛度”)與C1成反比。為了最大化石英晶體振蕩器電路中的電抗(或相位)擾動的頻率穩定性,電抗斜率(或相位斜率)必須最大。這要求C1最小。然而,C1越小,調諧振蕩器越困難(即,對于給定的CL變化,Df'越小))。穩定性最高的振蕩器使用具有小C1(和高Q值)的晶體單元。由于C1隨著泛音數迅速減少,因此高穩定性振蕩器通常使用三次或五次泛音晶體單元。高于五分之一的泛音很少使用,因為R1也隨著泛音數迅速增加,并且通常需要一些可調性以允許將振蕩器設置為所需頻率。
OSKLWD.jpg
圖4.晶體單元的電抗與頻率的關系
   寬調諧范圍VCXO晶振使用大C1的基模晶體單元。電壓控制用于以下目的:頻率或鎖相兩個振蕩器;用于頻率調制;補償,如TCXO(見下文);并用于校準(即,用于調整頻率以補償老化)。高穩定性,經過烤箱化的10-MHz 壓控晶體振蕩器可能具有±5x10-7的頻率調節范圍和2x10-8的老化速率,而寬調諧范圍的10-MHz VCXO可能具有調諧范圍為±50份/百萬(ppm),老化率為每年2ppm。
   通常,使振蕩器在寬頻率范圍內可調諧會降低其穩定性,因為使振蕩器容易受到故意調諧也會使其容易受到導致無意調諧的因素的影響。例如,如果一個恒溫晶體振蕩器(OCXO晶振)設計為在特定平均時間內具有1x10-12的穩定性,并且可調諧性為1x10-7,那么晶體的負載電抗必須穩定在1x10-5對于那個平均時間。實現這樣的負載電抗穩定性是困難的,因為負載電抗受雜散電容和電感,變容二極管的電容與電壓特性的穩定性以及變容二極管上的電壓的穩定性的影響。此外,不僅在良性條件下,而且在變化的環境條件(溫度,振動,輻射等)下,必須保持1×10-5的負載電抗穩定性。因此,振蕩器的調諧范圍越寬,保持高穩定性就越困難。
   晶體振蕩器本身就是一家比較穩定和好用的頻率元件,在開發設計和生產過程中,要比普通的石英晶振要復雜一些,加工技術也比較先進,以實現低電源電壓,低功耗,起振快,高性能,高穩定的優勢。

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