晶体振荡器有哪些应用?
晶体振荡器广泛用于系统频率源、导航以及其它通讯领域的普通石英晶体振荡器(PXO),工作频率范围在1MHz至150MHz之间,频率稳定度为±25ppm,±50ppm和±100ppm,输出上升和下降时间为5ns,老化率为±5ppm/年。
还有主要用于移动电话、笔记本电脑、PHS、GPS设备和其它无线通信设备的SMD晶体振荡器(PXO)和SMD压控/温补晶体振荡器(VCXO/TCXO/VCTCXO),其PXO和VCXO型SMD晶振输出逻辑与HCMOS/TTL兼容,因而提高了器件的适应性和设计的灵活性。用于手机的SMD晶振主要特点有高精度、高稳定度和小尺寸,精度高达±5ppm,同时采用的晶片色泽白皙同时具有低腐蚀性、不易起振,质量很稳定,尺寸规格有7×5mm、6×3.5mm、5×3.2mm、4×2.5mm。
频率标准、通讯、电子仪表、测试装置、精密计量等领域的高精度高稳定度石英晶体振荡器,可根据长期频率稳定度不同分为TCXO、OCXO、VCXO、SPXO、LPXO(低噪声晶体振荡器)等类型。
晶体振荡器的的稳定度
晶体振荡器频率稳定度是振荡电路的重要技术指标,在一般LC振荡电路中,尽管采取各种稳频措族,其频率稳定仅能达到10负4次方~10负5次方量级。如果要求频率稳定度优于10负5次方量级,就必须采用晶体振荡电路。晶体振荡电路是采用石英谐振器作为振荡回路元件的电路,它是利用石英谐振器的谐振特性控制和稳定振荡电路的振荡频率。石英谐振器是从石英晶体中按一定方位角切下为AT、BT、CT、DT、ET、GT和X+5等切型。常用的几种切型的主要性能见表5.3-3石英片的振动具有多谐性,除基频振动外,还有奇次谐波的泛音振动。一个石英谐振器既可利用其基频振动,也可利用其泛音振动,前者称为基音晶体,后者称为泛音晶体。泛音晶体和基音晶体的等效电路(见图5.1-10)相同,但参数值不同。泛音频率与基音频率不成整数倍关系,只在奇数倍附近,且不能同时存在。泛音晶体一般利用3次和5次的泛音振动,而很少采用9次以上的泛音振动。由于石英谐振器具有极高的Q值,很小的P值,良好的物理与化学稳定性以及很高的回路标准性,因而,晶体振荡电路具有很高的频率稳定度。一般采用低精度石英谐振器时,频率稳定度可达10负5次方量级。
晶体振荡器广泛应用
晶体振荡器被广泛应用到军、民用通信电台,微波通信设备,程控电话交换机,无线电综合测试仪,BP机、移动电话发射台,频率计数器、GPS、通信、遥控移动设备等。它有多种封装,特点是电气性能规范多种多样。它有好几种不同的类型:电压控制晶体振荡器(VCXO)、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、恒温晶体振荡器(OCXO),以及数字补偿晶体振荡器(MCXO或DTCXO),每种类型都有自己的性能。如果需要使设备即开即用,您就必须选用VCXO或温补晶振,如果要求稳定度在0.5ppm以上,则需选择数字温补晶振(MCXO)。模拟温补晶振适用于稳定度要求在5ppm~0.5ppm之间的需求。VCXO只适合于稳定度要求在5ppm以下的产品。在不需要即开即用的环境下,如果需要信号稳定度超过0.1ppm的,可选用OCXO。
晶体振荡器的优点
a) 直接应用不需调整晶体频率;
b) 可得到晶体理论上的频率温度稳定度;
c) 振荡回路上可以附加多功能高标准应用;
d) 可以实现电路匹配,电性能更加稳定,还可以对某项电性能进一步倾向性优化,来满足特定需求。比如:低功耗,超宽温,低相噪低抖动,差分输出,多波形选择,排除电磁干扰晶振,压控晶振,温补晶振,恒温晶振,可编程晶振,特高频晶振等等。
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