石英晶體振蕩器的介紹
頻率範圍很寬,頻率穩定度在10-4~10-12範圍內,經校準壹年內可保持10-9的準確度,高質量的石英晶體振蕩器,在經常校準時,頻率準確可達10-11.高效能模擬與混合信號IC廠商Silicon Laboratories(芯科實驗室有限公司)日前推出業界第壹款支持輸出頻率可編程的振蕩器(XO)和壓控振蕩器(VCXO)。Si570/1系列采用公司專利的DSPLL技術和業界標準的I2C接口,通過對I2C接口的操作,壹顆器件就能產生10MHz到1.4GHz的任何輸出頻率,同時將均方根抖動幅度減少到0.3ps左右。Si570任意頻率XO和Si571任意頻率VCXO最適合需要彈性頻率源的高效能應用,包括下壹代網絡設備、無線基站,測試與測量裝置、高畫質電視視頻基礎設施和高速數據采集裝置!
硬件設計人員過去必須用多個固定頻率XO、VCXO或壓控SAW振蕩器(VCSO),才能開發出復雜系統所需的可變頻率架構,並讓它們以不同頻率操作。但這種方法的成本很高,需要復雜的模擬鎖相回路(PLL)設計和布局,還會延長新開發產品的上市時間。
Si570/1可編程XO和VCXO的彈性振蕩器能產生10MHz到1.4GHz的任何頻率,使得壹顆器件就能取代多個固定頻率振蕩器,不僅簡化鎖相回路的設計與布局,還大幅減少元器件數目、系統成本和電路板面積。另外,由於Si570/1省下多個原本可能成為故障點的固定頻率振蕩器,所以系統會變得更可靠。
Si570/1能通過業界標準的I2C接口設定操作頻率,這使器件的編程設定和重新配置變得更簡單。Si570/1還能不限次數重新編程,讓系統設計人員將同壹套時鐘頻率架構重復用於不同的最終應用,這能簡化設計和加速上市時間。Si570/1采用業界標準和RoHS兼容的5×7毫米表面貼裝封裝,並支持所有常見的輸出信號格式(LVPECL、LVDS、CMOS和CML)。此系列包含三種不同速度等級的器件,分別是10MHz-1.4GHz、10-810MHz和10-215MHz。Si570任意頻率石英振蕩器還有±20ppm和±50ppm兩種不同的溫度穩定性規格可供選擇,Si571任意頻率壓控石英振蕩器則包含從±12ppm到±375ppm等多種不同壓控範圍(Absolute Pull Range)的器件,以便設計人員彈性選擇最適合其應用的器件。Si570/1的操作溫度範圍都是從-40至+85℃。
標稱頻率:振蕩器輸出的中心頻率或頻率的標稱值。
可選頻率範圍:我們所能提供的某種規格的振蕩器的可實現的頻率輸出。
頻率溫度穩定度:在指定溫度範圍內振蕩器的輸出頻率相對於25°C時測量值的最大允許頻率偏差。
老化:在確定時間內輸出頻率的相對變化。
輸出:振蕩器輸出的波形及功率。
占空比:反映輸出波形的對稱性,也就說,在壹個周期內,高電平與低電平所占比例之比。
上升時間:方波從低電平轉換為高電平的時間。
下降時間:方波從高電平轉換為低電平的時間。
諧波:振蕩器在相對於輸出頻率諧振點處的抑制。非諧波:振蕩器在相對於輸出頻率非諧振點處的抑制。
短期頻率穩定度:振蕩器在較短時間內輸出頻率的穩定性,通常為1秒。
相位噪聲:用於描述振蕩器的短期頻率波動,通常定義為載波發生某壹頻率偏移是在1Hz帶寬內的單邊帶功率密度,單位為dBc/Hz。
電源電壓:加在振蕩器電源端(Vcc)的能夠使振蕩器正常工作的電壓。
電源電流:流過振蕩器電源端(Vcc)的總電流。
工作溫度範圍:能夠保證振蕩器輸出頻率及其它各種特性能滿座指標要求的溫度範圍。
石英晶體振蕩器特點
z 在振蕩頻率上,閉合回路的相移為2nπ。
z 當開始加電時,電路中唯壹的信號是噪聲。滿足振蕩相位條件的頻率噪聲分量以增
大的幅度在回路中傳輸,增大的速率由附加分量,即小信號,回路益增和晶體網絡
的帶寬決定。
z 幅度繼續增大,直到放大器增益因有源器件(自限幅)的非線性而減小或者由於某
壹自動電平控制而被減小。
z 在穩定狀態下,閉合回路的增益為1。石英諧振器按引出電極情況來分有雙電極型、三電極型和雙對電極型幾種。圖l為雙電極型石英諧振器的外形,盡管它們的體積有大有小、固有振蕩頻率有高有低,但在電路圖中均用圖1(b)符號表示。三電極型和雙對電極型石英諧振器的符號見圖。2。
,如彩電的色副載波振蕩器、電子鐘表的時基振蕩器及遊戲機中的時鐘脈沖振蕩器等,石英晶體成本較高,故在要求不太高的電路中壹般采用陶瓷諧振元件。