壓控晶體振蕩器,VCXO可用于許多RF電路,其中需要晶體振蕩器或xtal振蕩器的穩定性,但能夠拉動或調節它們少量.
使用VCXO可實現高水平的穩定性并實現低水平的相位噪聲.通常VCXO用于可能需要對信號進行小的可編程調整的情況,例如作為電子系統內的參考信號.這里VCXO可以使用從數字信號得到的電壓來編程.
VCXO電路
VCXO的基本電路包括一個標準晶體振蕩器,但有一個電子裝置可以稍微調諧或“拉”頻率.這幾乎總是使用變容二極管或變容二極管來實現.在大多數VCXO中,一對背對背二極管放置在晶振上.反向偏壓施加到二極管的陽極,然后二極管充當晶體上的可變電容器.在大多數情況下,使用Colpitts振蕩器電路.
典型壓控晶體振蕩器VCXO的電路圖
典型的VCXO電路
可以拉動晶體頻率的量取決于多種因素,包括施加的電容水平,電路條件本身和晶體.然而,頻率不能拉得太遠,因為晶體的活性隨著晶體上的電容水平的增加而降低.如果需要將VCXO拉大范圍,則可以將電感器并入電路中.
VCXO應用程序
VCXO用于許多應用程序.以下是一些:
溫度控制晶體振蕩器:VCXO用于TCXO-溫度控制晶體振蕩器,其中溫度補償電壓施加到VCXO的控制端子.以這種方式可以顯著減少漂移.雖然VCXO的性能仍不如全烤箱控制晶體振蕩器那么好,但它能夠提供比單個無補償晶體石英晶體振蕩器更好的性能水平,并且遠低于全烤箱控制振蕩器的成本..
窄帶PLL:在另一種應用中,VCXO可用于窄帶鎖相環,其中只需要少量的頻率變化.在這里,它們能夠提供非常好的相位噪聲水平.它們可用于此角色的信號重構.
VCXO表現
使用這種方法,VCXO頻率變化約為35至50ppm/伏的數字相當容易實現,具有這些數字的VCXO非常常見.
當然,可以拉動VCXO的頻率的事實降低了振蕩器電路的整體性能.振蕩器的相位噪聲性能降低,因為諧振器的有效Q顯著降低.此外,頻率穩定性不是很好.
VCXO振蕩器的主要問題之一是溫度漂移.由于這在電壓控制范圍內變化,因此無法針對所有級別的控制電壓進行優化,最終設計是折衷方案.在沒有其他形式的溫度補償晶振的情況下使用時,它們可能比其他形式的晶體振蕩器漂移更多.
指定VCXO
許多VCXO都是作為這些項目的專業供應商的模塊訂購的.必須正確指定它們才能獲得所需的產品.
指定VCXO時,通常需要以下參數:
頻率:對于頻率超過1.0MHz貼片晶振且低于此頻率的頻率,通常以MHz為單位.還需要將其指定為正確的小數位數,以使制造商能夠確定所需的所需頻率.有關正確的數字,
頻率穩定性:即使VCXO是可變的,仍然需要指定基本的頻率穩定性.通常這是在室溫,20°C和電壓控制點設置為其中心值的情況下完成的.頻率穩定性用于在工作溫度范圍內操作.該值以百萬分率ppm表示.標準穩定性規格通常為±25ppm,±50ppm和±100ppm.
輸出:許多應用程序都需要VCXO.一些可用于驅動不同形式的邏輯,而其他可能是模擬應用所需的.輸出要求是整體規范的重要元素.
工作溫度范圍:大多數壓控晶體振蕩器具有工作溫度范圍.因此,有必要為VCXO指定范圍.主要有三個范圍:
0-70°C-通常稱為商業溫度范圍.在辦公室或實驗室環境中操作通常是令人滿意的.
-10-+70°C-溫度范圍可能波動較大的工業范圍.
-40-+85°C-接近軍事范圍(通常為-40至+125°C),需要更大的溫度范圍.例如,可以在外部使用的設備.
應該記住,設備中的溫度通常會升高,這意味著組件的運行溫度遠高于環境外部溫度.在確定可能需要的溫度范圍時必須考慮到這一點.
可推動性:可牽引性是VCXO振蕩器在控制電壓的給定變化下可以被拉動的頻率范圍.對于給定電壓,它以百萬分率ppm表示.正如預期的那樣,大的可牽引性數字可以提供更大的調諧范圍,但VCXO將提供更小的可牽引性,從而提供更高的穩定性和更低的相位噪聲有源晶振.
電源電壓:必須指定電源電壓,以確保其在預期的設備內運行.理想情況下,它應該能夠在預期的供應容差之外運行,這樣任何輕微的不匹配都不會引起問題.
封裝:由于壓控晶體振蕩器有多種形式,因此需要指定封裝,從通孔安裝到表面貼裝SMD晶振可提供各種選項.此外,諸如帶和卷軸之類的選項通常可用于使用自動化制造機械的大規模制造.
VCXO通常用于RF電路中.壓控晶體振蕩器可作為許多晶體振蕩器和晶體振蕩器制造商的小型模塊購買,通常可提供多種范圍.大多數供應商也可以制造定制設計.此外,VCXO通常成本低并且提供極好的性能.
微信號
公眾號
