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如何選擇晶體振蕩器

姚小熊27 ? 來源:晶科鑫 ? 作者:晶科鑫 ? 2020-02-14 13:50 ? 次閱讀

晶體振蕩器有多種封裝,特點是電氣性能規范多種多樣。它有好幾種不同的類型:電壓控制晶體振蕩器(VCXO)、溫度補償晶體振蕩器(TCXO)、恒溫晶體振蕩器(OCXO),以及數字補償晶體振蕩器(MCXO或DTCXO),每種類型都有自己的獨特性能。如果需要使設備即開即用,您就必須選用VCXO或溫補晶振,如果要求穩定度在0.5ppm以上,則需選擇數字溫補晶振(MCXO)。模擬溫補晶振適用于穩定度要求在5ppm~0.5ppm之間的需求。VCXO只適合于穩定度要求在5ppm以下的產品。在不需要即開即用的環境下,如果需要信號穩定度超過0.1ppm的,可選用OCXO。

頻率穩定性的考慮

晶體振蕩器的主要特性之一是工作溫度內的穩定性,它是決定振蕩器價格的重要因素。穩定性愈高或溫度范圍愈寬,器件的價格亦愈高。

與穩定度有關的其他因素還包括電源電壓、負載變化、相位噪聲和抖動,這些指標應該規定出來。對于工業產品,有時還需要提出振動、沖擊方面的指標,品和宇航設備的要求往往更多,比如壓力變化時的容差、受輻射時的容差,等等。

輸出

必須考慮的其它參數是輸出類型、相位噪聲、抖動、電壓特性、負載特性、功耗、封裝形式,對于工業產品,有時還要考慮沖擊和振動、以及電磁干擾(EMI)。晶體振蕩器可HCMOS/TTL兼容、ACMOS兼容、ECL和正弦波輸出。每種輸出類型都有它的獨特波形特性和用途。應該關注三態或互補輸出的要求。對稱性、上升和下降時間以及邏輯電平對某些應用來說也要作出規定。

封裝

與其它電子元件相似,時鐘振蕩器亦采用愈來愈小型的封裝。根據客戶的需要制作各種類型、不同尺寸的晶體振蕩器(具體資料請參看產品手冊)。通常,較小型的器件比較大型的表面貼裝或穿孔封裝器件更昂貴。所以,小型封裝往往要在性能、輸出選擇和頻率選擇之間作出折衷。

工作環境

晶體振蕩器實際應用的環境需要慎重考慮。例如,高強度的振動或沖擊會給振蕩器帶來問題。除了可能產生物理損壞,振動或沖擊可在某些頻率下引起錯誤的動作。這些外部感應的擾動會產生頻率跳動、增加噪聲份量以及間歇性振蕩器失效。對于要求特殊EMI兼容的應用,EMI是另一個要優先考慮的問題。除了采用合適的PC母板布局技術,重要的是選擇可提供輻射量*小的時鐘振蕩器。一般來說,具有較慢上升/下降時間的振蕩器呈現較好的EMI特性。

總結:

晶體振蕩器在選型時一般都要留出一些余量,以保證產品的可靠性。選用較器件可以進一步降低失效概率,帶來潛在的效益,這一點在比較產品價格的時候也要考慮到。要使振蕩器的“整體性能”趨于平衡、合理,這就需要權衡諸如穩定度、工作溫度范圍、晶體老化效應、相位噪聲、成本等多方面因素,這里的成本不僅僅包含器件的價格,而且包含產品全壽命的使用成本。

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