KVG石英振蕩器詳情T-53S3D4085KXH-LF-16.000MHz

石英振蕩器是一種產生高頻交流電壓的電路。作為頻率決定元件，振蕩器包含一個振動石英。石英振蕩器以其頻率精度和頻率穩定性令人信服。在實踐中，電路被廣泛用作無線電設備、處理器和微控制器的時鐘。因此，石英和石英晶體振蕩器被認為是數據傳輸和電信中頻率控制的最重要組成部分也就不足為奇了。其主要優點包括高諧振性能、各種振蕩器和高頻率穩定性。

例如：測量設備、衛星導航設備或電信設備等專業應用對嵌入式振蕩器有很高的要求，例如頻率穩定性好、相位噪聲低、使用壽命長。為了實現這一目標,所使用的石英也必須具有改進的老化特性,以獲得相應的整體性能。石英振蕩器通常可分為以下幾類：固定頻率振蕩器(XO)、電壓控制振蕩器(VCXO)、溫補晶體振蕩器(TCXO)或溫度控制的恒溫晶體振蕩器(OCXO)。

石英振蕩器(XO)

石英振蕩器的最簡單形式是X-tal振蕩器(XO)。一般來說，它由一個電動模板組成,充當倒置放大器。在反饋網絡中,振動方塊作為頻率確定元件集成。當循環增益大于1時，振蕩器從噪聲中開始振蕩到頻率,在此頻率中,整個循環的相位移取2π的倍數。

通過插入與振動方塊成串的負載電容,可以改變諧振條件,從而在小范圍內改變諧振頻率。它可以平衡石英頻率的制造偏差,并將振蕩器與所需的額定頻率相匹配。振動石英不僅可以在其基本振動模式下運行,而且可以在更高的上聲模式下運行。在物理學上,這里只有奇數頂音(3, 5, 7, 等等)。(注意：石英振蕩器的頂音命名是歷史性的,與經典的振動頂音計數不一致。石英振蕩器在3。Oberton實際上在第三諧波中振動,這在物理上對應于第二諧波),振動夸克和所有電子元件都會根據環境溫度或多或少地改變其電氣特性。簡單的 XOs 直接暴露在環境溫度下,因此輸出頻率在 -40 °C – +85 °C 溫度范圍內具有高達 100 ppm 的明顯溫度依賴性。

電壓控制的石英振蕩器(VCXO)

負載容量用于無控制的石英振蕩器(XO),以便在生產過程中將振蕩器與固定容量相匹配以達到額定頻率。然而,由于老化效應,系統的固有頻率會隨著時間的推移而改變。為了能夠稍后改變振蕩器的頻率,可以將所謂的容量二極管與振動夸克串聯起來,而不是固定容量。該二極管具有可變的電容,這取決于施加在其上的電壓,即所謂的拉伸電壓。(VCXO,Voltage-controled X-tal oscillator)是壓控晶體振蕩器。通常,容量二極管的設計方式是,通過改變負載容量,可以抵消溫度差和老化引起的所有頻率偏差。

溫度補償石英振蕩器(TCXO)

可以利用 VCXO 的拉伸能力來制造振蕩器,通過內部補償網絡來抵消溫度影響,從而顯著降低溫度通量。為此,電容二極管上的電壓會發生變化,以便電容的變化可以抵消與溫度相關的頻率變化。

無補償的溫度通量可以用3度多項式近似地描述。由此產生補償電壓,該補償電壓由模擬補償網或相應的集成電路生成,并且也由多項式描述。在現代IC中,多項式達到6級是常見的。對于一個好的TCXO，補償的溫度通量只有幾 ppm的偏差。溫度補償和電壓控制的石英振蕩器的組合也是可能的。這些組合以VC-TCXO振蕩器的形式提供。

溫度穩定的石英振蕩器(OCXO)

使用溫度穩定的石英振蕩器(OCXO,Oven-controlled X-tal oscillator)可以實現最佳的頻率精度。在這里,振動石英,以及電振蕩器電路的主要部件,保持在恒定溫度的加熱控制。這消除了環境溫度對頻率穩定性的影響。振蕩器的加熱被設計成石英被加熱到其上反轉點的溫度,并保持在該溫度(通常約。80-100°C),在上反轉點,石英的溫度依賴性最小,因此溫度的微小變化對頻率的影響很小。OCXO晶振的穩定性在很大程度上取決于加熱裝置的質量,該裝置必須對外部溫度的變化迅速而無過度反應。

基本概念

額定頻率:振蕩器設計的平均工作頻率

頻率公差:制造后實際頻率與標稱頻率的偏差

頻率穩定性:工作溫度范圍內的頻率變化

老化:在指定的時間間隔內頻率的最大允許相對變化

拉力:振蕩器輸入端允許的電壓范圍,可用于校正輸出頻率

供電電壓:振蕩器可在規格范圍內可靠操作的電壓范圍。

預熱時間:啟動后振蕩器出現與正常工作頻率定義偏差的時間

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