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晶振技术指标_有源晶振类型

发布于2019-09-06 17:07:23 200次阅读

本文主要介绍晶振技术指标_有源晶振类型,晶体振荡器是指从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片,石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振;而在封装内部添加IC组成振荡电路的晶体元件称为晶体振荡器,其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。

晶振技术指标_有源晶振类型

石英晶振是石英晶体谐振器和石英晶体时钟振荡器的统称,它是一种用于稳定频率和选择频率的电子元件,可分无源晶振和有源晶振两种类型。

晶振技术指标

基准频率:晶振在完全理想条件下的振荡频率。

工作电压:晶振的工作需要外部提供一定的电源电压,晶振输出的时钟信号上的噪声与电源再说紧密相关,因此在晶振器件资料上,对电源的质量有一定的要求。

输出电平:晶振与晶体相比,最为突出的一点就是只要上电,就直接输出时钟信号。时钟信号的电平也多种多样,支持的电平主要包括:TTL、CMOS、HCMOS、LVCOMS、LVPECL、LVDS等。在选型中,应根据所需时钟电平的种类选择相应的晶振。

工作温度范围:根据环境温度要求的不同,应选择对应的工作温度范围。

频率精度:对应不同的工作温度范围,可选择不同的频率精度。以±15ppm@-20~70℃为例,其含义是,在-20~70℃温度范围内,该晶振输出频率相对基准频率的偏差不会超过15ppm。该参数是晶振的重要参数,包含了由于温度变化、电源电压波动、负载变化等因素引起的频率偏差。

老化度:在恒定的外接条件下测量晶振频率,频率精度与时间之间的关系。

启动时间:从上电到晶振输出频率的偏差达到规定的频率精度所需要的时间。

时钟抖动(Jitter):周期抖动(JPER)是实测周期与理想周期之间的时间差。由于具有随机分布的特点,可以用峰-峰值或均方根(RMS)描述。首先定义门限VTH的时钟上升沿位于时域的TPER(n),其中n是一个时域系统。

晶振技术指标_有源晶振类型

利用示波器的边沿触发和余辉功能,可以粗略的测量信号的抖动。使用该方法的测量并不具有实际意义。原因:(1)随着测量时间的增加,测得的抖动值将不断增加,即利用这种测量方法,无法得到确定的抖动值;(2)即使能得到确定的抖动值,这样的值对电路设计也没有任何指导意义,只能粗略判断所使用的晶振的抖动情况。

相位噪声:短期稳定度的频域量度。用单边带噪声与载波噪声之比£(f)表示,£(f)与噪声起伏的频谱密度Sφ(f)和频率起伏的频谱密度Sy(f)直接相关,由下式表示:f2S(f)=f02Sy(f)=2f2£(f)f—傅立叶频率或偏离载波频率;f0—载波频率。

有源晶振类型

普通封装晶体振荡器(SPXO)

它无温度补偿功能,也无电压控制功能,其频率特性完全取决于晶体以及外部振荡电路。标准频率为1~100MHz,频率精度最高可达±10ppm。由于SPXO不包含任何频率补偿功能,因此是晶振中精度最差的一个种类,价格低廉,通常作为微处理器的时钟器件。在PCB布局时,SPXO器件应远离发热源。

压控式晶体振荡器(VCXO)

VCXO是通过外部施加控制电压时振荡频率可调的晶体振荡器。它的特点:输出频率可以通过输入电压控制,一般控制范围为±50~±200ppm。工作原理:通过改变外加调整电压的大小,能改变容性负载CL的值,从而实现频率的调整。由于VCXO的具有振荡频率可调整的特点,所以用频率—温度稳定度来定义环境温度变化对频偏的影响。由于VCXO不具备温度补偿功能,因此在PCB布局时,VCXO器件应远离发热源。VCXO除了电源电源外,还需要控制电压,以调整输出频率,当控制电压调整为中央电压时,VCXO输出标称的基准频率。VCXO常用在锁相环电路中。

温度补偿晶体振荡器(TCXO)

TCXO是利用附件的温度补偿电路以减少环境温度对振荡频率的影响,其特点是频率精度远远高于SPXO和VCXO。工作原理:利用热敏电阻的温度敏感性,当温度变化时,热敏电阻的阻值和容性负载同时发生变化,而容性负载的变化会改变振荡频率,从而实现对振荡频率的修正。

恒温晶体振荡器(OCXO)

将晶体和振荡电路置于恒温箱中,以消除环境温度变化对频率的影响。频率精度为10-10~10-8量级。频率稳定度在四种类型振荡器中最高。

不同的特性决定了四种类型晶振的应用场合:如果需要设备即开即用,需选用SPXO、VCXO和TCXO。OCXO晶振需要一定的稳定时间。如果要求时钟信号较高的稳定度,推荐使用TCXO和OCXO。

以上就是晶振技术指标_有源晶振类型,希望对各位有帮助。

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