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選擇振蕩器時需要考慮哪些因素
選擇振蕩器時需要考慮功耗。分立振蕩器的功耗主要由反饋放大器的電源電流以及電路內(nèi)部的電容值所決定。CMOS放大器功耗與工作頻率成正比,可以表示為功率耗散電容值。比如,HC04反相器門電路的功率耗散電容值是90pF。在4MHz、5V電源下工作時,相當(dāng)于1.8mA的電源電流。再加上20pF的晶振負載電容,整個電源電流為2.2mA。陶瓷諧振槽路一般具有較大的負載電容,相應(yīng)地也需要更多的電流。相比之下,晶振模塊一般需要電源電流為10mA ~60mA。硅振蕩器的電源電流取決于其類型與功能,范圍可以從低頻(固定)器件的幾個微安到可編程器件的幾個毫安。一種低功率的硅振蕩器,如MAX7375,工作在4MHz時只需不到2mA的電流。在特定的應(yīng)用場合優(yōu)化時鐘源需要綜合考慮以下一些因素:精度、成本、功耗以及環(huán)境需求。
晶體振蕩器的選用
晶體振蕩器被廣泛應(yīng)用到軍、民用通信電臺,微波通信設(shè)備,程控電話交換機,無線電綜合測試儀,BP機、移動電話發(fā)射臺,頻率計數(shù)器、GPS、遙控移動設(shè)備等。它有多種封裝,特點是電氣性能規(guī)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(shù)字補償晶體振蕩器(MCXO或DTCXO),每種類型都有自己的性能。如果需要使設(shè)備即開即用,您就必須選用VCXO或溫補晶振,如果要求穩(wěn)定度在0.5ppm以上,則需選擇數(shù)字溫補晶振(MCXO)。模擬溫補晶振適用于穩(wěn)定度要求在5ppm~0.5ppm之間的需求。VCXO只適合于穩(wěn)定度要求在5ppm以下的產(chǎn)品。在不需要即開即用的環(huán)境下,如果需要信號穩(wěn)定度超過0.1ppm的,可選用OCXO。 晶體振蕩器的主要特性之一是工作溫度內(nèi)的穩(wěn)定性,它是決定振蕩器價格的重要因素。穩(wěn)定性愈高或溫度范圍愈寬,器件的價格亦愈高。工業(yè)級標(biāo)準規(guī)定的-40~ 75℃這個范圍往往只是出于設(shè)計者們的習(xí)慣,倘若-30~ 70℃已經(jīng)夠用,那么就不必去追求更寬的溫度范圍。設(shè)計工程師要慎密決定特定應(yīng)用的實際需要,然后規(guī)定振蕩器的穩(wěn)定度。指標(biāo)過高意味著花錢愈多。晶體老化是造成頻率變化的又一重要因素。根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品的預(yù)期壽命不同,有多種方法可以減弱這種影響。晶體老化會使輸出頻率按照對數(shù)曲線發(fā)生變化,也就是說在產(chǎn)品使用的一年,這種現(xiàn)象才較為顯著。例如,使用10年以上的晶體,其老化速度大約是一年的3倍。采用特殊的晶體加工工藝可以改善這種情況,也可以采用調(diào)節(jié)的辦法解決,比如,可以在控制引腳上施加電壓(即增加電壓控制功能)等。
晶體諧振器和是晶振嗎
晶振是晶體振蕩器的簡稱,英文寫成oscillator,也被稱為有源晶振。和其對應(yīng)的是晶體諧振器,英文是Crystal Units,簡稱為晶體(也有人稱為無源晶振)。目前市場上使用廣泛的是石英晶片為基材的晶體晶振。 在電子學(xué)上,通常將含有晶體管元件的電路稱作'有源電路'(如有源音箱、有源濾波器等),而僅由阻容元件組成的電路稱作'無源電路',電阻、電容和電感等元件被稱為無源器件。有源晶振內(nèi)部除了晶體諧振器外還增加了由阻容感、晶體管等元器件等構(gòu)成的振蕩電路芯片,因而不須借助外部振蕩電路即可實現(xiàn)穩(wěn)定的頻率輸出。其優(yōu)點是精度高,可靠性好,不會因為某些電路板的因素導(dǎo)致頻率不穩(wěn)定。調(diào)試和使用更方便。
低噪聲晶體振蕩器對電子產(chǎn)品穩(wěn)定度的影響
低噪聲 晶振在精密電子儀器,無線電定位,高速目標(biāo)跟蹤和宇航通信等領(lǐng)域十分重要,假設(shè)有一個微處理器系統(tǒng),其中處理器的時鐘上升前需要1ns 的數(shù)據(jù)設(shè)置。如果時鐘的周期抖動為-1.5ns,那么時鐘的上升沿可能發(fā)生在有效期之前。因此微處理器將顯示不正確的數(shù)據(jù);假設(shè)另一個微處理器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)要求保持時間為 2ns,但是時鐘抖動為±1.5ns,那么數(shù)據(jù)保持時間實際上減少到 0.5ns,因此微處理器也將顯示不正確的數(shù)據(jù)。