细说石英晶体振荡器准确度和功率要求之间的关

浏览量: 上传更新:2020-12-25 16:15

文章接下来的讨论适用于宽温度规模的频率规范(即,那些规划为在跨过至少90%的温度规模内作业的规范).在更窄的温度规模内运行的实验室设备比下面的对比设备具有更好的稳定性.商用频率源涵盖几个数量级的精度规模——从简略的X0到铯束频率规范.随着精度的进步,功率需求,尺度和本钱也在增加.例如,图33显现了精度和功率要求之间的联系.精确度和本钱是类似的

 

 

频率规范的特性.

表2给出了原子振荡器的特性:铷和铯频率规范以及铷晶体振荡器(RbXO).在原子频率规范中,输出信号频率由两种原子状况之间的能量差决议,而不是由块状材料的某些特性决议(如石英振荡器).RbXO是一种适用于功率可用性有限,但需求原子频率规范精度的使用的设备.它由铷频标,低功率,高稳定性晶体振荡器和控制电路组成,控制电路将晶体振荡器的频率调整到铷频标的频率.铷规范周期性地敞开(例如,一周一次),持续几分钟,以预热和校正晶体振荡器的频率.有了RbXO,就能够用晶体振荡器的低(均匀)功率要求来达到铷规范的长期稳定性.
振荡器

7个频率控制设备

挑选振荡器时需求回答的主要问题包括:

1.系统正常运行需求什么样的频率精度或再现性?

2.这种精度有必要坚持多久,即振荡器将定期校准或替换,还是有源晶振振荡器有必要在系统寿数期间坚持所需的精度?

3.有足够的电源吗,或许振荡器有必要用电池作业吗?

4.答应什么样的预热时间(如果有的话)?

5.振荡器有必要在什么样的极端环境下作业?

6.短期稳定性(相位噪声)要求是什么?

7.尺度约束是什么?

 

 

 

关于第二个问题,什么本钱应该被最小化:初始采购本钱还是生命周期本钱?通常,重新校准的本钱远远高于能够供给无校准寿数的振荡器的附加本钱.更好的振荡器也能够简化系统的规划.

振荡器的频率是另一个重要的考虑因素,由于挑选会对本钱和性能发生严重影响.在其他条件相同的情况下,规范频率(如5或10兆赫)的振荡器(制造商对此已有老练的规划)的本钱将低于不寻常频率(如8.34289兆赫)中的一个频率.此外,关于厚度剪切晶振(如AT切割和SC切割),频率越低,老化的[频率越低.由于在远低于5MHz的频率下,厚度剪切晶体变得太大,不利于经济制造,而且由于一切最高稳定性的振荡器都使用厚度剪切晶体,因此市场上可买到的最高稳定性石英晶体振荡器的频率为5MHz.这种振荡器在载波邻近也具有最低的相位噪声才能.市场上也有一些超卓的lo-MHz振荡器;然而,频率远高于10MHz的振荡器比5MHz的振荡器在载波邻近具有明显更高的老化速率和相位噪声水平.关于远离载波的最低相位噪声,其间信噪比决议噪声电平,高频晶体(例如10Hz)能够供给较低的噪声,由于这种晶体能够容忍较高的驱动电平,然后答应较高的信号电平.