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壓控晶振(VCXO)的特點(diǎn)以及應(yīng)用

一、壓控晶振構(gòu)成及原理

VCXO壓控晶振主要由石英晶體諧振器、變?nèi)荻䴓O管和振蕩電路組成,其工作原理是通過控制電壓來改變變?nèi)荻䴓O管的電容,從而“牽引”石英諧振器的頻率,以達(dá)到頻率調(diào)制的目的。VCXO壓控晶振大多用于鎖相技術(shù)、頻率負(fù)反饋調(diào)制的目的。壓控晶體振蕩器定義:壓控晶振(VCXO)是通過紅外加控制電壓使振蕩效率可變或是可以調(diào)制的OscillatorCrystal。

二、如何正確選型壓控晶振

首先,要弄清楚具體應(yīng)用場(chǎng)合是需要壓控晶振,還是一般的振蕩器。當(dāng)設(shè)計(jì)人員希望通過外加控制電壓來對(duì)振蕩器的頻率作小范圍的調(diào)諧時(shí),就應(yīng)選用VCXO壓控晶振器件。我們把這種振蕩器調(diào)諧稱為牽引度(pullability)。牽引度用10-6數(shù)量級(jí)表示。VCXO壓控晶振牽引度的典型值為±50×10-6~±200×10-6,要得到這種范圍的牽引度,VCXO壓控晶振產(chǎn)品一般采用標(biāo)準(zhǔn)圓形石英晶振。為了滿足牽引度范圍大的要求,設(shè)計(jì)上須用大尺寸晶體(直接0.25英寸~0.35英寸)。此外,如果要得到大范圍的牽引度,VCXO壓控晶振產(chǎn)品的晶體應(yīng)是基模晶體。

VCXO壓控晶振的技術(shù)規(guī)范中列有多項(xiàng)性能參數(shù)。這些參數(shù)往往是相互關(guān)聯(lián)的。我們不能一味追求某些參數(shù)的高指標(biāo)而忽視由此引起的其它參數(shù)的劣化。例如,VCXO壓控晶振的允許的頻率控制范圍就是有限制的。一般來說,如果要求VCXO壓控晶振的有較大的牽引度,則它在工作溫度范圍內(nèi)的頻率穩(wěn)定度就較差。反之,如果對(duì)頻率穩(wěn)定度要求高,就很難得到較大的牽引度(>±200×10-6)。因此,正確了解壓控晶振的技術(shù)規(guī)范和使用要求,對(duì)于在設(shè)計(jì)上用好這種器件是很關(guān)鍵的。

三、壓控晶振的對(duì)頻率穩(wěn)定度要求

壓控晶振用石英晶體作頻率控制元件,其振蕩頻率在工作溫度內(nèi)是穩(wěn)定的。當(dāng)我們對(duì)VCXO壓控晶振的進(jìn)行調(diào)諧時(shí),振蕩頻率會(huì)發(fā)生改變;但偏離標(biāo)稱頻率的各個(gè)頻率值在工作溫度范圍內(nèi)同樣是穩(wěn)定的。必須注意,對(duì)于一個(gè)給定的頻率而言,頻率穩(wěn)定度要求越高,要得到大范圍的牽引度就越困難。采用硅解決方案,不能獲得良好的頻率穩(wěn)定度。這是因?yàn)楣璐嬖陬潉?dòng)噪聲和相位噪聲所致。VCXO壓控晶振的采用了SMD晶振,頻率異常穩(wěn)定,是目前最好的頻率控制器件。

四、壓控晶振的的應(yīng)用領(lǐng)域

電壓控制型的OscillatorCrystal大多用于鎖相技術(shù)、頻率負(fù)反饋系統(tǒng)及頻率調(diào)制,已是通信機(jī)、移動(dòng)電話、尋呼機(jī)、全球定位系統(tǒng)(GPS)等眾多電子應(yīng)用系統(tǒng)必不可少的關(guān)鍵部件。

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