之前已经为大家介绍过很多种没的晶体振荡器电路,主要的几种电路都进行过剖析,但是Oscillator本身就是一种比较复杂的电子元件,电路设计每个厂家都不一定相同.有一种叫做闪烁噪声发生器的晶振电路,相信很少人听说过,闪烁噪声发生器也叫做粉红噪声.可以使频率范围延伸到几赫兹甚至更低的白噪声发生器变得十分复杂,半导体元件产生的噪声总是带有特征性的粉红噪声,即其输出功率密度幅值随频率降低而升高,转折频率为几十赫兹到几千赫兹.高阻值的电阻会产生带有自身闪烁噪声分量的噪声,噪声分量的值和特性随电阻制造技术的不同而发生变化.
电路如图1所示.图1是由,”闪烁噪声过程的高效数字和模拟建模”中描述的闪烁噪声发生器的实现.所示的值将使电路产生1/f噪声坡度从低于一赫兹到超过四千赫兹.石英晶体振荡器电路采用TLC2272运算放大器,但其他高阻抗,低噪声运算放大器也可以工作.放大器必须具有低噪声电流,因为使用极高电阻值的电阻产生50nV的白噪声.
选择噪声电压小于15nV/根-Hz且噪声电流小于0.1pA/root-Hz的运算放大器,这些都可以通过几个现代运算放大器轻松获得.电容值与参考文献中的计算值略有不同,以简化石英晶振结构,电路包括允许使用极化电解电容的偏压.应仔细选择电解电容器,因为许多铝电解电容器的容差很小.

图1:闪烁噪声发生器

与采用齐纳二极管,反向偏置晶体管和其他噪声器件的电路不同,贴片晶振电路提供可预测且可重复的输出电平.通过100uF电容以与第二个类似的方式输出第一个运算放大器的输出将产生一个方便的,精确的5uV/root-Hz白噪声,覆盖音频频段,将作为校准音频噪声测量的优秀来源.为了将此电容偏置在大约+2.5伏特,您可能希望从+5VDC向第一个运算放大器的正输入增加大约30兆欧.
如果使用钽电容器,则不需要偏置,因为钽可以承受零偏置.(仅供参考:使用钽电容器,即使很小的反向偏置电压也可达到额定值的10％左右.可以添加求和放大器以将第一运算放大器的输出处的白噪声与输出处的闪烁噪声组合以模拟各种噪声设备和系统.求和晶振放大器的两个输入将允许白色和闪烁分量的独立调整.

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