晶体振荡器

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石英晶体振荡器都是工作在线性区? 判断对错

1.石英晶体振荡器的种类很多,主要都是根据不同环境下对信号源要求而设计的。2.普通晶体振荡器Oscillator,是实上我们平时常见的这种普通晶体振荡器,是为系统提供时钟用的,因此也称为钟振。这是一种较普通的信号源,一般提供有三个以上引脚,分别为Vcc+、Vcc-和信号输出端。频率稳定度在-5量级左右。3.压控晶体振荡器VCXO(VoltageControledX"talOscillator),在钟振的基础上增加了第四个引脚。这个引脚主要是用来对信号输出进行控制。这种控制通常有两种方式:一种为控制端输入Vco电压,随着电压变化而输出频率变化。别一种控制端输入三态逻辑信号,来控制信号如何输出。4.温补晶体振荡器TCXO(TemperatureCompensateX"tal(crystal)Oscillator),是利用温度传感电路,来拟合石英晶体温度变化的曲线,使之频率在一定温度范围输出较为稳定。它特点是在一定温度范围下,其频率稳定度要比一般的石英晶体振荡器高很多,一般频率稳定度可达-7量级。而且其开机特性比恒温晶振好很多。5.恒温晶体振荡器OCXO(OvenControlledCrystalOscillator),是将石英晶体谐振器装在恒温槽中工作。其工作温度在晶体的拐点温度上。这种振荡器稳定度非常高,一般的AT切晶体,单层恒温槽就能作到-8量级。而SC切,采用双层恒温槽频率稳定度可以作到-9甚至更高。另外还要说明两点:一、振荡器的测试环境条件不仅仅是温度,还有好多。二、我们常说频率稳定度是指短稳----阿伦方差。但实纪上,国际电工委员会确定一种高精度石英晶体振荡器,除了要测量时域误差,同时还要测量频域误差,即相位噪声。具体内容请参考:GB-T12274-1990石英晶体振荡器总规范IEC679-1石英晶体振荡器第一部分综合资料、试验条件及测试方法QuartzcrystalcontroUedoscillatorsPartlGeneralinformation,testconditionsandmethods

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石英晶体振荡器的选用指南

晶体振荡器被广泛应用到军、民用通信电台,微波通信设备,程控电话交换机,无线电综合测试仪,BP机、移动电话发射台,高档频率计数器、GPS、卫星通信、遥控移动设备等。它有多种封装,特点是电气性能规范多种多样。它有好几种不同的类型:电压控制晶体振荡器(VCXO)、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、恒温晶体振荡器(OCXO),以及数字补偿晶体振荡器(MCXO或DTCXO),每种类型都有自己的独特性能。如果需要使设备即开即用,您就必须选用VCXO或温补晶振,如果要求稳定度在0.5ppm以上,则需选择数字温补晶振(MCXO)。模拟温补晶振适用于稳定度要求在5ppm~0.5ppm之间的需求。VCXO只适合于稳定度要求在5ppm以下的产品。在不需要即开即用的环境下,如果需要信号稳定度超过0.1ppm的,可选用OCXO。频率稳定性的考虑:晶体振荡器的主要特性之一是工作温度内的稳定性,它是决定振荡器价格的重要因素。稳定性愈高或温度范围愈宽,器件的价格亦愈高。工业级标准规定的-40~+75℃这个范围往往只是出于设计者们的习惯,倘若-30~+70℃已经够用,那么就不必去追求更宽的温度范围。设计工程师要慎密决定特定应用的实际需要,然后规定振荡器的稳定度。指标过高意味着花钱愈多。晶体老化是造成频率变化的又一重要因素。根据目标产品的预期寿命不同,有多种方法可以减弱这种影响。晶体老化会使输出频率按照对数曲线发生变化,也就是说在产品使用的第一年,这种现象才最为显著。例如,使用10年以上的晶体,其老化速度大约是第一年的3倍。采用特殊的晶体加工工艺可以改善这种情况,也可以采用调节的办法解决,比如,可以在控制引脚上施加电压(即增加电压控制功能)等。与稳定度有关的其他因素还包括电源电压、负载变化、相位噪声和抖动,这些指标应该规定出来。对于工业产品,有时还需要提出振动、冲击方面的指标,军用品和宇航设备的要求往往更多,比如压力变化时的容差、受辐射时的容差,等等。输出:必须考虑的其它参数是输出类型、相位噪声、抖动、电压特性、负载特性、功耗、封装形式,对于工业产品,有时还要考虑冲击和振动、以及电磁干扰(EMI)。晶体振荡器可HCMOS/TTL兼容、ACMOS兼容、ECL和正弦波输出。每种输出类型都有它的独特波形特性和用途。应该关注三态或互补输出的要求。对称性、上升和下降时间以及逻辑电平对某些应用来说也要作出规定。许多DSP和通信芯片组往往需要严格的对称性(45%至55%)和快速的上升和下降时间(小于5ns)。相位噪声和抖动:在频域测量获得的相位噪声是短期稳定度的真实量度。它可测量到中心频率的1Hz之内和通常测量到1MHz。晶体振荡器的相位噪声在远离中心频率的频率下有所改善。TCXO和OCXO振荡器以及其它利用基波或谐波方式的晶体振荡器具有最好的相位噪声性能。采用锁相环合成器产生输出频率的振荡器比采用非锁相环技术的振荡器一般呈现较差的相位噪声性能。抖动与相位噪声相关,但是它在时域下测量。以微微秒表示的抖动可用有效值或峰—峰值测出。许多应用,例如通信网络、无线数据传输、ATM和SONET要求必须满足严格的拌动指标。需要密切注意在这些系统中应用的振荡器的抖动和相位噪声特性。电源和负载的影响:振荡器的频率稳定性亦受到振荡器电源电压变动以及振荡器负载变动的影响。正确选择振荡器可将这些影响减到最少。设计者应在建议的电源电压容差和负载下检验振荡器的性能。不能期望只能额定驱动15pF的振荡器在驱动50pF时会有好的表现。在超过建议的电源电压下工作的振荡器亦会呈现较差的波形和稳定性。 对于需要电池供电的器件,一定要考虑功耗。引入3.3V的产品必然要开发在3.3V下工作的振荡器。较低的电压允许产品在低功率下运行。大部分市售的表面贴装振荡器在3.3V下工作。许多采用传统5V器件的穿孔式振荡器正在重新设计,以便3.3V下工作。封装:与其它电子元件相似,时钟振荡器亦采用愈来愈小型的封装。根据客户的需要制作各种类型、不同尺寸的晶体振荡器(具体资料请参看产品手册)。通常,较小型的器件比较大型的表面贴装或穿孔封装器件更昂贵。所以,小型封装往往要在性能、输出选择和频率选择之间作出折衷。工作环境:晶体振荡器实际应用的环境需要慎重考虑。例如,高强度的振动或冲击会给振荡器带来问题。除了可能产生物理损坏,振动或冲击可在某些频率下引起错误的动作。这些外部感应的扰动会产生频率跳动、增加噪声份量以及间歇性振荡器失效。对于要求特殊EMI兼容的应用,EMI是另一个要优先考虑的问题。除了采用合适的PC母板布局技术,重要的是选择可提供辐射量最小的时钟振荡器。一般来说,具有较慢上升/下降时间的振荡器呈现较好的EMI特性。检测:对于晶振的检测,通常仅能用示波器(需要通过电路板给予加电)或频率计实现。万用表或其它测试仪等是无法测量的。如果没有条件或没有办法判断其好坏时,那只能采用代换法了,这也是行之有效的。晶振常见的故障有:(a)内部漏电;(b)内部开路;(c)变质频偏;(d)与其相连的外围电容漏电。从这些故障看,使用万用表的高阻档和测试仪的VI曲线功能应能检查出(C),(D)项的故障,但这将取决于它的损坏程度。总结:器件选型时一般都要留出一些余量,以保证产品的可靠性。选用较高档的器件可以进一步降低失效概率,带来潜在的效益,这一点在比较产品价格的时候也要考虑到。要使振荡器的“整体性能”趋于平衡、合理,这就需要权衡诸如稳定度、工作温度范围、晶体老化效应、相位噪声、成本等多方面因素,这里的成本不仅仅包含器件的价格,而且包含产品全寿命的使用成本。

晶体振荡器的分类有哪些?

普通时钟晶体振荡这是一种最简单和最适用的晶体振荡器,其结构简单,完全是由晶体的自由振荡完成。这类晶体振荡器主要应用于稳定度要求不高的场合,可产生1E- 4~1E-5数量级的频率精度。SPXO 由于不采用温度控制和温度补偿方式,它的频率温度特性主要由所采用的晶体元件来确定,通常用作单片机等微处理器的时钟器件。如果你给其通电,它就会有机械振荡的反应,相反,如果你给它机械力,它就产生了电,这种重要的特性就是机电效应。压控晶体振荡器(VCXO)这是根据晶振是否带压控功能来进行分类的,它利用外加控制电压偏置或调制其频率输出的晶体振荡器。具体工作电路由石英谐振器、压控电容和振荡电路组成,通过电压改变压控电容的容值,从而改变石英晶体振荡器的振荡频率,其精度是1E-5~1E-6量级。恒温晶体振荡器(OCXO)恒温晶体振荡器是一种至少能控制石英晶体元件温度基本保持恒定的石英晶体振荡器.它利用热力学原理,把石英晶体或全部振荡电路放置于恒温器内来改善频率温度特性的晶体振荡器;恒温晶体振荡器OCXO 的主要优点是,由于采用了恒温槽技术,频率温度特性在所有类型晶振中是最好的,由于电路设计精密,其短稳和相位噪声都较好;主要缺点是功耗大、体积大,需要5分钟左右的加热时间才能正常工作等。温度补偿式晶体振荡(TCXO)这种晶体振荡器是在普通晶振的基础上采用了一些温度补偿手段来提高振荡器的温度稳定性。温补晶体振荡器是一种带有补偿系统的减小温度引起的频率变化的石英晶体振荡器(补偿的方法:电抗法、数字法);原理是通过感应环境温度,并利用一定的功能电路 产生与晶体温度频率特性离散相反的电压信号,将该电压作用于压控晶体振荡器?VCXO,从而抵消频率随温度的离散,达到稳定输出频率的效果。依据石英晶体机电效应的相关原理,能够把它看成为一个电磁振荡的回路,其实也就是谐振回路。它们机电效应工作原理就是机-电-机-电等等不停的转换,由电感与电容构成的谐振回路就使电场与磁场这两者之间的不停的转换。实际上,在电路中的具体应用其实就是把晶体振荡器当成一个Q值高的电磁谐振的回路。因为石英晶体的损耗值是十分小的,也就是Q值比较高,把它做为振荡器使用的时候,就能够产生相对比较稳定的振荡,如果把它作为滤波器使用的时候,就能够得到十分稳定的带通,也可以说是带阻曲线。通过以上内容我们清楚的了解到晶体振荡器特点是什么,这样方便更好的使用和选择。资料出自YXC扬兴官网http://www.yxc.hk/jishu_detail/newsId=170.html

石英晶体振荡器好像又分压控振荡器,温补振荡器,压控温补振荡器,普通振荡器,这些振荡器都有些什么区别呢?

1. 石英晶体振荡器的种类很多,主要都是根据不同环境下对信号源要求而设计的。2. 普通晶体振荡器Oscillator,是实上我们平时常见的这种普通晶体振荡器,是为系统提供时钟用的,因此也称为钟振。这是一种较普通的信号源,一般提供有三个以上引脚,分别为Vcc+、Vcc-和信号输出端。频率稳定度在-5量级左右。3. 压控晶体振荡器VCXO(Voltage Controled X"tal Oscillator),在钟振的基础上增加了第四个引脚。这个引脚主要是用来对信号输出进行控制。这种控制通常有两种方式:一种为控制端输入Vco电压,随着电压变化而输出频率变化。别一种控制端输入三态逻辑信号,来控制信号如何输出。4. 温补晶体振荡器TCXO(Temperature Compensate X"tal (crystal) Oscillator),是利用温度传感电路,来拟合石英晶体温度变化的曲线,使之频率在一定温度范围输出较为稳定。它特点是在一定温度范围下,其频率稳定度要比一般的石英晶体振荡器高很多,一般频率稳定度可达-7量级。而且其开机特性比恒温晶振好很多。5. 恒温晶体振荡器OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator),是将石英晶体谐振器装在恒温槽中工作。其工作温度在晶体的拐点温度上。这种振荡器稳定度非常高,一般的AT切晶体,单层恒温槽就能作到-8量级。而SC切,采用双层恒温槽频率稳定度可以作到-9甚至更高。另外还要说明两点: 一、振荡器的测试环境条件不仅仅是温度,还有好多。 二、我们常说频率稳定度是指短稳----阿伦方差。但实纪上,国际电工委员会确定一种高精度石英晶体振荡器,除了要测量时域误差,同时还要测量频域误差,即相位噪声。具体内容请参考: GB-T 12274-1990 石英晶体振荡器总规范 IEC 679-1 石英晶体振荡器 第一部分 综合资料、试验条件及测试方法 Quartz crystal controUed oscillators Part l General information, test conditions and methods

晶体振荡器什么原理啊?

一、引言尽管石英晶体振荡器的应用已有几十年的历史,但因其具有频率稳定度高这一特点,故在电子技术领域中一直占有重要的地位。尤其是信息技术(IT)产业的高速发展,更使这种晶体振荡器焕发出勃勃生机。石英晶体振荡器在远程通信、卫星通信、移动电话系统、全球定位系统(GPS)、导航、遥控、航空航天、高速计算机、精密计测仪器及消费类民用电子产品中,作为标准频率源或脉冲信号源,提供频率基准,是目前其它类型的振荡器所不能替代的。小型化、片式化、低噪声化、频率高精度化与高稳定度及高频化,是移动电话和天线寻呼机为代表的便携式产品对石英晶体振荡器提出的要求。事实上石英晶体振荡器在发展过程中,也面临像频率发生器这类电路的潜在威胁和挑战。此类振荡器只有在技术上不断创新,才能延长其寿命周期,在竞争中占有优势。二、石英晶体振荡器基本结构及工作原理石英晶体振荡器分非温度补偿式晶体振荡器、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、电压控制晶体振荡器(VCXO)、恒温控制式晶体振荡器(OCXO)和数字化/μp补偿式晶体振荡器(DCXO/MCXO)等几种类型。其中,无温度补偿式晶体振荡器是最简单的一种,在日本工业标准(JIS)中,称其为标准封装晶体振荡器(SPXO)。现以SPXO为例,简要介绍一下石英晶体振荡器的结构与工作原理。石英晶体,有天然的也有人造的,是一种重要的压电晶体材料。石英晶体本身并非振荡器,它只有借助于有源激励和无源电抗网络方可产生振荡。SPXO主要是由品质因数(Q)很高的晶体谐振器(即晶体振子)与反馈式振荡电路组成的。石英晶体振子是振荡器中的重要元件,晶体的频率(基频或n次谐波频率)及其温度特性在很大程度上取决于其切割取向。石英晶体谐振器的基本结构、(金属壳)封装及其等效电路如图1所示。只要在晶体振子板极上施加交变电压,就会使晶片产生机械变形振动,此现象即所谓逆压电效应。当外加电压频率等于晶体谐振器的固有频率时,就会发生压电谐振,从而导致机械变形的振幅突然增大。在图1(c)所示的晶体谐振器的等效电路中,Co为晶片(a)石英晶体振于的结构(b)金属壳封装示图(c)等效电路与金属板之间的静电电容;L、C为压电谐振的等效参量;R为振动磨擦损耗的等效电阻。石英晶体谐振器存在一个串联谐振频率fos(1/2π),同时也存在一个并联谐振频率fop(1/2π)。由于CoC,fop与fos之间之差值很小,并且RωOL,R1/ωOC,所以谐振电路的品质因数Q非常高(可达数百万),从而使石英晶体谐振器组成的振荡器频率稳定度十分高,可达10-12/日。石英晶体振荡器的振荡频率既可近似工作于fos处,也可工作在fop附近,因此石英晶体振荡器可分串联型和并联型两种。用石英晶体谐振器及其等效电路,取代LC振荡器中构成谐振回路的电感(L)和电容(C)元件,则很容易理解晶体振荡器的工作原理。SPXO的总精度(包括起始精度和随温度、电压及负载产生的变化)可以达到±25ppm。SPXO既无温度补偿也无温度控制措施,其频率温度特性几乎完全由石英晶体振子的频率温度特性所决定。在0~70℃范围内,SPXO的频率稳定度通常为20~1000ppm,SPXO可以用作钟频振荡器。三、温度补偿晶体振荡器(TCXO)TCXO是通过附加的温度补偿电路使由周围温度变化产生的振荡频率变化量削减的一种石英晶体振荡器。1TCXO的温度补偿方式目前在TCXO中,对石英晶体振子频率温度漂移的补偿方法主要有直接补偿和间接补偿两种类型:(1)直接补偿型直接补偿型TCXO是由热敏电阻和阻容元件组成的温度补偿电路,在振荡器中与石英晶体振子串联而成的。在温度变化时,热敏电阻的阻值和晶体等效串联电容容值相应变化,从而抵消或削减振荡频率的温度漂移。该补偿方式电路简单,成本较低,节省印制电路板(PCB)尺寸和空间,适用于小型和低压小电流场合。但当要求晶体振荡器精度小于±1pmm时,直接补偿方式并不适宜。(2)间接补偿型间接补偿型又分模拟式和数字式两种类型。模拟式间接温度补偿是利用热敏电阻等温度传感元件组成温度-电压变换电路,并将该电压施加到一支与晶体振子相串接的变容二极管上,通过晶体振子串联电容量的变化,对晶体振子的非线性频率漂移进行补偿。该补偿方式能实现±0.5ppm的高精度,但在3V以下的低电压情况下受到限制。数字化间接温度补偿是在模拟式补偿电路中的温度—电压变换电路之后再加一级模/数(A/D)变换器,将模拟量转换成数字量。该法可实现自动温度补偿,使晶体振荡器频率稳定度非常高,但具体的补偿电路比较复杂,成本也较高,只适用于基地站和广播电台等要求高精度化的情况。2.TCXO发展现状TCXO在近十几年中得到长足发展,其中在精密TCXO的研究开发与生产方面,日本居领先和主宰地位。在70年代末汽车电话用TCXO的体积达20以上,目前的主流产品降至0.4,超小型化的TCXO器件体积仅为0.27。在30年中,TCXO的体积缩小了50余倍乃至100倍。日本京陶瓷公司采用回流焊接方法生产的表面贴装TCXO厚度由4mm降至2mm,在振荡启动4ms后即可达到额定振荡幅度的90%。金石(KSS)集团生产的TCXO频率范围为2~80MHz,温度从-10℃到60℃变化时的稳定度为±1ppm或±2ppm;数字式TCXO的频率覆盖范围为0.2~90MHz,频率稳定度为±0.1ppm(-30℃~+85℃)。日本东泽通信机生产的TCO-935/937型片式直接温补型TCXO,频率温度特性(点频15.36MHz)为±1ppm/-20~+70℃,在5V±5%的电源电压下的频率电压特性为±0.3ppm,输出正弦波波形(幅值为1VPP),电流损耗不足2mA,体积1,重量仅为1g。PiezoTechnology生产的X3080型TCXO采用表面贴装和穿孔两种封装,正弦波或逻辑输出,在-55℃~85℃范围内能达到±0.25~±1ppm的精度。国内的产品水平也较高,如北京瑞华欣科技开发有限公司推出的TCXO(32~40MHz)在室温下精度优于±1ppm,第一年的频率老化率为±1ppm,频率(机械)微调≥±3ppm,电源功耗≤120mw。目前高稳定度的TCXO器件,精度可达±0.05ppm。高精度、低功耗和小型化,仍然是TCXO的研究课题。在小型化与片式化方面,面临不少困难,其中主要的有两点:一是小型化会使石英晶体振子的频率可变幅度变小,温度补偿更加困难;二是片式封装后在其回流焊接作业中,由于焊接温度远高于TCXO的最大允许温度,会使晶体振子的频率发生变化,若不采限局部散热降温措施,难以将TCXO的频率变化量控制在±0.5×10-6以下。但是,TCXO的技术水平的提高并没进入到极限,创新的内容和潜力仍较大。3.TCXO的应用石英晶体振荡器的发展及其在无线系统中的应用(a)(b)图2移动通信机电路框图及其TCXO外观由于TCXO具有较高的频率稳定度,而且体积小,在小电流下能够快速启动,其应用领域重点扩展到移动通信系统。图2(a)为移动通信机射频(RF)电路框图。TCXO作为基准振荡器为发送信道提供频率基准,同时作为接收通道的第一级本机振荡器;另一只TCXO作为第2级本机振荡器,将其振荡信号输入到第2变频器。目前移动电话要求的频率稳定度为0.1~2.5ppm(-30~+75℃),但出于成本上的考虑,通常选用的规格为1.5~2.5ppm。移动电话用12~20MHz的TCXO代表性产品之一是VC-TCXO-201C1,采用直接补偿方式,外观如图2(b)所示,由日本金石(KSS)公司生产。四、电压控制晶体振荡器(VCXO)电压控制晶体振荡器(VCXO),是通过施加外部控制电压使振荡频率可变或是可以调制的石英晶体振荡器。在典型的VCXO中,通常是通过调谐电压改变变容二极管的电容量来“牵引”石英晶体振子频率的。VCXO允许频率控制范围比较宽,实际的牵引度范围约为±200ppm甚至更大。如果要求VCXO的输出频率比石英晶体振子所能实现的频率还要高,可采用倍频方案。扩展调谐范围的另一个方法是将晶体振荡器的输出信号与VCXO的输出信号混频。与单一的振荡器相比,这种外差式的两个振荡器信号调谐范围有明显扩展。在移动通信基地站中作为高精度基准信号源使用的VCXO代表性产品是日本精工·爱普生公司生产的VG-2320SC。这种采用与IC同样塑封的4引脚器件,内装单独开发的专用IC,器件尺寸为12.6mm×7.6mm×1.9mm,体积为0.19。其标准频率为12~20MHz,电源电压为3.0±0.3V,工作电流不大于2mA,在-20~+75℃范围内的频率稳定度≤±1.5ppm,频率可变范围是±20~±35ppm,启动振荡时间小于4ms。金石集团生产的VCXO,频率覆盖范围为10~360MHz,频率牵引度从±60ppm到±100ppm。VCXO封装发展趋势是朝SMD方向发展,并且在电源电压方面尽可能采用3.3V。日本东洋通信机生产的TCO-947系列片式VCXO,早在90年代中期前就应用于汽车电话系统。该系列VCXO的工作频率点是12.8MHz、13MHz、14.5MHz和15.36MHz,频率温度特性±2.5ppm/-30~+75℃,频率电压特性±0.3ppm/5V±5%,老化特性±1ppm/年,内部采用SMD/SMC,并采用激光束和汽相点焊方式封装,高度为4mm。日本富士电气化学公司开发的个人手持电话系统(PHS)等移动通信用VCXO,共有两大类六个系列,为适应SMT要求,全部采用SMD封装。Saronix的S1318型、Vectron国际公司的J型、Champion技术公司的K1526型和Fordahi公司的DFVS1-KH/LH等VCXO,均是表面贴装器件,电源电压为3.3V或5V,可覆盖的频率范围或最高频率分别为32~120MHz、155MHz、2~40MHz和1-50MHz,牵引度从±25ppm到±150ppm不等。MF电子公司生产的T-VCXO系列产品尺寸为5mm×7mm,曾被业内认为是外形尺寸最小的产品,但这个小型化的记录很快被打破。目前新推出的双频终端机用VCXO尺寸仅为5.8mm×4.8mm,并且有的内装2只VCXO。Raltron电子公司生产的VX-8000系图3压控SAW振荡器内部结构图4OCXO内部结构示图列表面贴装VCXO,采用引线封装时高度为0.185英寸,采用扁平封装时仅为0.15英寸,工作频率可在1~160MHz内选择,标准频率调整范围为±100ppm,线性度优于±10%,稳定度优于±25ppm/0~70℃,老化率为±2ppm/年,输出负载达10个LSTTL(单价达10美元以上)。于1998年7月上市的单价2000日元的UCV4系列压控振荡器(VCO),面向全球移动通信系统(GSM)和个人数字蜂窝电话(PDC),可用频率范围为650~1700MHz,电源电压为2.2~3.3V,尺寸仅为4.8mm×5.5mm×1.9mm,体积为0.05,重量0.12g。日本精工·爱普生公司利用ST切型晶片制作的声表面波(SAW)谐振器(Q≌2000),型号为FS-555,用4.8mm×5.2mm×1.5mm陶瓷容器包封,振荡频率范围达250~500MHz,频率初始偏差为±25~100ppm,在-20~60℃范围内的频率稳定度是±27ppm,老化率为±10ppm/年。利用FS-555组成的压控SAW振荡器内部结构如图3所示。欲扩大频率调节范围,可加大串联电感Lo的电感量。由于SAW谐振器的频率可达2GHz以上,为压控SAW振荡器(VCSO)的高频化提供了一条重要途径。五、恒温控制晶体振荡器(OCXO)CXO是利用恒温槽使晶体振荡器或石英晶体振子的温度保持恒定,将由周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量削减到最小的晶体振荡器,其内部结构如图4所示。在OCXO中,有的只将石英晶体振子置于恒温槽中,有的是将石英晶体振子和有关重要元器件置于恒温槽中,还有的将石英晶体振子置于内部的恒温槽中,而将振荡电路置于外部的恒温槽中进行温度补偿,实行双重恒温槽控制法。利用比例控制的恒温槽能把晶体的温度稳定度提高到5000倍以上,使振荡器频率稳定度至少保持在1×10-9。OCXO主要用于移动通信基地站、国防、导航、频率计数器、频谱和网络分析仪等设备、仪表中。OCXO是由恒温槽控制电路和振荡器电路构成的。通常人们是利用热敏电阻“电桥”构成的差动串联放大器,来实现温度控制的。具有自动增益控制(AGC)的(C1app)振荡电路,是目前获得振荡频率高稳定度的比较理想的技术方案。在近几年中,OCXO的技术水平有了很大的提高。日本电波工业公司开发的新器件功耗仅为老产品的1/10。在克服OCXO功耗较大这一缺点方面取得了重大突破。该公司使用应力补偿切割(SCCut)石英晶体振子制作的OCXO,与使用AT切形石英晶体振子的OCXO比较,具有高得多的频率稳定度和非常低的相位噪声。相位噪声是指信号功率与噪声功率的比率(C/N),是表征频率颤抖的技术指标。在对预期信号既定补偿处,以1Hz带宽为单位来测量相位噪声。Bliley公司用AT切形晶体制作的NV45A在补偿点10Hz、100Hz、1kHz和10kHz处的相位噪声分别为100、135、140和145dBc/Hz,而用SC切割晶体制成的同样OCXO,则在所有补偿点上的噪声性能都优于5dBc/Hz。金石集团生产的OCXO,频率范围为5~120MHz,在-10~+60℃的温度范围内,频率稳定度有±0.02、±0.03和±0.05ppm,老化指标为±0.02ppm/年和±0.05ppm/年。Oak频率控制公司的4895型4.096~45MHz双恒温箱控制OCXO,温度稳定度仅为0.002ppm(2×10-10)/0~75℃;4895型OCXO的尺寸是50.8mm×50.8mm×38.3mm,老化率为±0.03ppm/年。如果体积缩小一点,在性能指标上则会有所牺牲。Oak公司生产的10~25MHz表面贴装OCXO,频率稳定度为±0.05ppm/0~70℃。PiezoCrystal的275型用于全球定位系统(GPS)的OCXO采用SC切形石英晶体振子,在0~75℃范围内总频偏小于±0.005ppm,最大老化率为±0.005ppm/年。Vectron国际公司的CO-760型OCXO,尺寸为25.4mm见方,高12.7mm,在OCXO产品中,体积算是较小的。随着移动通信产品的迅猛增长,对OCXO的市场需求量会逐年增加。OCXO的发展方向是顺应高频化、高频率稳定度和低相位噪声的要求,但在尺寸上的缩小余地非常有限。日本金石、始建于1948年的NibonDempaKogyo公司和美国摩托罗位、韩国的Sunny-Emi等公司,都是生产石英晶体器件较大的厂商。国内生产石英晶体振荡器等元器件的单位有原电子工业部第十研究所、北京707厂、国营第875厂和一些合资企业等。我国对人造石英晶体及其元器件的研究开发起步较早,目前拥有的生产能力也较大。就石英晶体振荡器而言,与国外先进水平比较,主要是在片式化、小型化、高频化和频率温度特性等方面还存在差距。尽快缩小这些差距,进一步扩大生产规模,提高产品性价比,是提高在国际市场上竞争力的必由之路。与此同时,还要跟踪该器件发展的新动向,如,视频发生器等振荡器的研究与应用。

石英晶体振荡器和陶瓷振荡器区别

石英晶体振荡器的核心元件是石英晶体谐振器。陶瓷振荡器的核心元件是陶瓷谐振器。石英晶体谐振器的频率稳定度高达百万分之几(ppm),做成振荡器其频率稳定度可达-6量级。如果是温补振荡器也可达-7量级。如果是恒温振荡器可做到-8~-9量级,多层恒温振荡器更可达到-9量级。做为系统时钟,可以达到几百年不差一秒。用作导弹或航天中,可作到飞行上万公里,误差不到一米。而陶瓷谐振器频率稳定度只有千分之几。与石英晶体谐振器比显然差了很多。但陶瓷谐振器的特点是起振容易,且价格低廉。用在对时钟要求不太高的电路中比石英晶体谐振器在性价比上有优势。如电视机遥控器等。

恒温晶体振荡器的应用领域

1)军事和宇航领域:通讯导航、敌我识别器、雷达、传感器、制导系统、引信、电子战、声纳;2) 科研与计量:原子钟、测量设备、遥测、遥感、遥控;3) 工业领域:通讯、电信、移动/蜂窝/便携式终端、航空、航海、导航、仪器仪表、计算机、数字设备、显示器、磁盘驱动器、调制解调器、标识/认证系统、传感器;4) 消费领域:手表与时钟、蜂窝与无绳电话机、普通电话机、呼叫器、音响设备、有线电视系统与电视机、PC、摄象机、业余无线电器材、玩具、医用装置与设备;5) 汽车领域:引擎控制,立体声音响时钟,传感器,驾控计算机,GPS应用。3 恒温晶体振荡器 专业术语1)频率准确度:按规定条件要求,在基准温度下测试,晶体振荡器的频率相对于其规定标称值的最大允许偏差,即(f-f0)/f0;2)频率-温度稳定度:按规定条件要求,在规定温度范围内晶体振荡器输出频率的最大变化量相对于温度范围内输出频率极值之和的允许频偏值,即±(fmax-fmin)/(fmax+fmin);3)频率老化:晶体振荡器输出频率随时间的变化,通常用某一时间间隔的频率来量度。如0至30天的总变化或1年内的预定总频率变化等;4)工作温度范围:振荡器能正常工作。其频率及其他性能均不超过规定的允许偏差的温度范围;5)稳定时间:振荡器从初始加电到稳定工作在规定极限值所需要的时间;6)相位噪声:是指信号功率与噪声功率的比率(C/N),是表征频率颤抖的技术指标。在对预期信号既定补偿处,以1Hz带宽为单位来测量相位噪声;7)频谱纯度:频率稳定度的一种频域量度,它通常用信号边带的噪声功率谱中每赫兹带宽的噪声功率相对于总信号功率的分贝数来表示;8)谐波失真:用不希望的信号频谱分量与有用信号频率的谐波关系描述的非线形失真;9)再现性:振荡器经过规定的时间间隔,再加电一段时间后返回原来频率的能力;10)输出功率:施加规定电压和规定负载下,振荡器消耗的电能,用电压与消耗电流的积表示;11)输出电压(正弦波):施加规定的电压和负载,在规定的时间内达到稳定后,用RF表测得的有效值或用示波器测量电压峰-峰值后换算的有效值。

恒温晶体振荡器的特点是什么?

恒温控制晶体振荡(OCXO):是将晶体元件置于恒温器内来改善其频率温度特性的晶体振荡器,简称恒温晶振。在OCXO中,有的只将晶体置于恒温槽中,有的是将晶体和有关重要元器件置于恒温槽中,此两种称为单层恒温;还有的将晶体置于内部的恒温槽中,而将振荡电路置于外部的恒温槽中进行温度补偿,称为双层恒温。恒温晶振的温度稳定度在4种类型中是最高的,双层恒温晶振的频率温度稳定度至少保持在1×10-9。OCXO主要用于移动通信基地站、国防、导航、频率计数器、频谱和网络分析仪等设备、仪表中。石家庄博亚电子科技有限公司成立于1998年,晶振生产方面主要致力于恒温低相噪晶振的研发和生产,公司生产的恒温低相噪晶振于2006年“低相噪晶体振荡器”获河北省高新技术产品证书。全国各大军工院所近300家客户认可使用。10M、100M高指标晶体采用国外进口SC切,一致性好,可靠性高。

555定时器与晶体振荡器有无关联?各有什么作用?

无必然关联,但都是电子器件。555定时器是芯片,根据外围电路搭建起多谐振荡电路、单稳态、双稳态,实现产生波形、定时、控制等作用;晶体振荡器由晶体外加振荡电路而成,主要用于产生比较标准的时钟信号。