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如何通过电子产品的各项参数来采购合适的晶振

来源:http://www.konuaer.com 作者:konuakh 2014年05月22
      当今大多的电子产品也都最少会用到一颗晶振。实际上,在一些多协议网络和电信设备中,可用到10或更多颗不同的晶振。晶振一般用于设定处理器的时钟频率以及网络速度或无线信道的工作频率。那么如何通过这些电子产品的系统参数来选择合适的晶振呢?其实不难晶振经过频率发生器的放大或缩小后就成了电脑中各种不同的总线频率。晶振有着不同使用要求及特点,通分为以下几类:普通石英晶振、温补晶振、压控晶振、温控晶振等。
     晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定,精确的单频振荡。在通常工作条件下,普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率,称为压控振荡器(VCXO)。
晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振,而通过电子调整频率的方法保持同步。
    晶振通常与锁相环电路配合使用,以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号,可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。在测试和使用时所供直流电源应没有足以影响其准确度的纹波含量,交流电压应无瞬变过程。测试仪器应有足够的精度,连线合理布置,将测试及外围电路对晶振指标的影响降至最低。
   今天无数电子线路和应用需要精确定时或时钟基准信号。晶体时钟振荡器极为适合这方面的许多应用。时钟振荡器有多种封装,它的特点是电气性能规范多种多样。它有好几种不同的类型:压控制晶体振荡器(VCXO)、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、恒温箱晶体振荡器(OCXO),以及数字补偿晶体振荡器(DCXO)。每种类型都有自己的独特性能。石英晶体振荡器,有源晶振,贴片晶振也包括在其中。
频率稳定性的考虑
    晶体振荡器的主要特性之一是工作温度内的稳定性,它是决定振荡器价格的重要因素。稳定性愈高或温度范围愈宽,器件的价格亦愈高。设计工程师要慎密决定对特定应用的实际需要,然后规定振荡器的稳定度。指标过高意味着花钱愈多。对于频率稳定度要求±20ppm 或以上的应用,可使用普通无补偿的晶体振荡器。对于成于±1 至±20ppm 的稳定度,应该考虑TCXO 。对于低于±1ppm 的稳定度,应该考虑OCXO 或DCXO 。

相位噪声和抖动
   在频域测量获得的相位噪声是短期稳定度的真实量度。它可测量到中央频率的1Hz 之内和通常测量到1MHz 。振荡器的相位噪声在远离中心频率的频率下有所改善。TCXO 和OCXO 振荡器以及其它利用基波或谐波方式的晶体振荡器具有最好的相位噪声性能。采用锁相环合成器产生输出频率的振荡器比采用非锁相环技术的振荡器一般呈现较差的相位噪声性能。
    抖动与相位噪声相关,但是它在时域下测量。以微微秒表示的抖动可用有效值或峰—峰值测出。许多应用,例如通信网络、无线数据传输、ATM 和SONET 要求必需满足严格的拌动指标。需要密切注意在这些系统中应用的振荡器的抖动和相位噪声特性。
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