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工程经常要求的低相位噪声有源晶振在系统里的神奇功能

来源:http://konuaer.com 作者:康华尔电子 2018年08月11
       从上个世纪80年代之后,中国就开始走上全能型发展的科技道路,军事,工业,商业,民用等领域焕然一新,短短不到40年的时间,就已经成为国际上举足轻重的科技强国,不管是载人航天工程,超级计算机,军事设备,新能源等重要工程水平都能达到一级。其中最辛苦的是背后奉献的科学家和工程师们,默默无名的为国家为人民研发和创新更多的新项目,康华尔电子成立十几年来,也与不少工程师接触,为他们解决一些频率元件上的难题和提供适用的石英晶振,其中有不少是开发军工设备,或是利民工程,民用建设等相关机构。这些工程项目在技术和电子零件上都有一定高的要求,最明显的改变就是,从前采用的芯片,IC,CPU,温度传感器,石英晶体振荡器,电阻器,电容器,电感器,二/三极管,整流桥等常见的电子元器件,已经不满足于普通类型的了。
       相信大家都有所察觉,现在我们用的电子产品是越来越高级了,数码即将成为过去式,未来很有可能会成为智能与人工智能的天下。在与工程师联系的时候,康华尔电子发现,一些重大项目选用的元件都比较高规格。有源晶振在十几年前还不是很多人用,因为成本比较高,而且一般项目也不需要用那么高端的晶振,而现在则是性能越高越好,很多工程师一开口就要求要低相位抖动,低相噪,低功耗,低电流电压,低相控等。
       符合以上性能要求的贴片振荡器通常价格也比较高,但对于电气设备的工程师来说,只要在合理范围内,宁愿多花一点钱,也要购置达到低相噪标准的有源晶振。因为振荡器相位噪声特性将主宰整个系统的性能,可以提高整个电气系统的性能。常见的电气设备在设计时,要如何降低噪音是工程要考虑的事情,噪音的信号是不规则的,并且轻易就能干扰系统的相位,电流,电压,频率,时钟源等参数。
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       低相位抖动与低相位噪声有着非比寻常的关系,总的来说,抖动是时钟信号过零时间的变化,或者是信号周期的变化。抖动由两个主要部分组成,一个是可预测的,另一个是随机的。抖动的可预测分量称为确定性抖动。抖动的随机分量称为随机抖动。随机抖动来自随机相位噪声,而确定性抖动来自确定性噪声。即符合低相位抖动又支持低相位噪声的振荡器种类有恒温晶振,差分晶振和压控温补振荡器等,其他比较常用的温补晶振,压控晶振,SPXO振荡器大多数只是有低抖动的功能,而不具备低相噪这种更高级的性能。
       恒温晶体振荡器是最主要的低相噪晶振,结合其自身的特性和作用,160dBc/Hz或更低,在1kHz偏移下低于130dBc/Hz。这种类型的相位噪声很容易通过许多具有频率低于50MHz的SCcut晶体的OCXO晶振来实现,提高自身产品的性能同时也更有优势。
       但是,这里的比较不是针对参考型(例如OCXO晶振或TCXO晶振),而是针对时钟振荡器。如果是用在网络设备或者通信系统当中,相位噪声过高容易影响误码率、通信距离、相邻信道干扰等,这也是为什么一些高级领域的建设项目,工程师一定要求采用低相位噪声和低相位抖动进口晶体振荡器的因素。
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