石英
晶體振蕩器是一種高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器,被廣泛應(yīng)用于彩電,、計(jì)算機(jī),、遙控器等各類振蕩電路中,以及通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器,、為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)和為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號(hào),。
石英
晶體振蕩器是利用石英晶體(二氧化硅的結(jié)晶體)的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件,它的基本構(gòu)成大致是:從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片(簡(jiǎn)稱為晶片,,它可以是正方形,、矩形或圓形等),在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上涂敷銀層作為電極,,在每個(gè)電極上各焊一根引線接到管腳 上,,再加上封裝外殼就構(gòu)成了
石英晶體諧振器,簡(jiǎn)稱為石英晶體或晶體,、晶振,。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝,也有用玻璃殼,、陶瓷或塑料封裝的,。電工委員會(huì)(IEC)將石英晶體振蕩器分為4類:普通晶體振蕩(SPXO),電壓控制式晶體振蕩器(VCXO),,溫度補(bǔ)償式晶體振蕩(TCXO),,恒溫控制式晶體振蕩(OCXO),。目前發(fā)展中的還有數(shù)字補(bǔ)償式晶體損振蕩(DCXO)微機(jī)補(bǔ)償晶體振蕩器(MCXO)等等。
晶體振蕩器的技術(shù)指標(biāo)
1.總頻差:在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),,由于規(guī)定的工作和非工作參數(shù)全部組合而引起的晶體振蕩器頻率與給定標(biāo)稱頻率的zui大頻差,。
說(shuō)明:總頻差包括頻率溫度穩(wěn)定度、頻率溫度準(zhǔn)確度,、頻率老化率,、頻率電源電壓穩(wěn)定度和頻率負(fù)載穩(wěn)定度共同造成的zui大頻差。一般只在對(duì)短期頻率穩(wěn)定度關(guān)心,,而對(duì)其他頻率穩(wěn)定度指標(biāo)不嚴(yán)格要求的場(chǎng)合采用,。例如:精密制導(dǎo)雷達(dá)。
2 . 頻率穩(wěn)定預(yù)熱時(shí)間:以晶體振蕩器穩(wěn)定輸出頻率為基準(zhǔn),,從加電到輸出頻率小于規(guī)定頻率允差所需要的時(shí)間,。
說(shuō)明:在多數(shù)應(yīng)用中,晶體振蕩器是長(zhǎng)期加電的,,然而在某些應(yīng)用中晶體振蕩器需要頻繁的開機(jī)和關(guān)機(jī),,這時(shí)頻率穩(wěn)定預(yù)熱時(shí)間指標(biāo)需要被考慮到(尤其是對(duì)于在苛刻環(huán)境中使用的軍用通訊電臺(tái),當(dāng)要求頻率溫度穩(wěn)定度≤±0.3ppm(-45℃~85℃),,采用OCXO作為本振,,頻率穩(wěn)定預(yù)熱時(shí)間將不少于5分鐘,而采用DTCXO只需要十幾秒鐘),。
3. 頻率老化率:在恒定的環(huán)境條件下測(cè)量振蕩器頻率時(shí),,振蕩器頻率和時(shí)間之間的關(guān)系。這種長(zhǎng)期頻率漂移是由晶體元件和振蕩器電路元件的緩慢變化造成的,,可用規(guī)定時(shí)限后的zui大變化率(如±10ppb/天,,加電72小時(shí)后),或規(guī)定的時(shí)限內(nèi)zui大的總頻率變化(如:±1ppm/(*年)和±5ppm/(十年))來(lái)表示,。
說(shuō)明:TCXO的頻率老化率為:±0.2ppm~±2ppm(*年)和±1ppm~±5ppm(十年)(除特殊情況,,TCXO很少采用每天頻率老化率的指標(biāo),因?yàn)榧词乖趯?shí)驗(yàn)室的條件下,,溫度變化引起的頻率變化也將大大超過(guò)溫度補(bǔ)償晶體振蕩器每天的頻率老化,,因此這個(gè)指標(biāo)失去了實(shí)際的意義)。OCXO的頻率老化率為:±0.5ppb~±10ppb/天(加電72小時(shí)后),,±30ppb~±2ppm(*年),,±0.3ppm~±3ppm(十年)。
4.頻率壓控范圍:將頻率控制電壓從基準(zhǔn)電壓調(diào)到規(guī)定的終點(diǎn)電壓,,晶體振蕩器頻率的zui小峰值改變量,。
說(shuō)明:基準(zhǔn)電壓為+2.5V,規(guī)定終點(diǎn)電壓為+0.5V和+4.5V,,壓控晶體振蕩器在+
0.5V頻率控制電壓時(shí)頻率改變量為-110ppm,,在+4.5V頻率控制電壓時(shí)頻率改變量為+130ppm,,則VCXO電壓控制頻率壓控范圍表示為:≥±100ppm(2.5V±2V)。
5.壓控頻率響應(yīng)范圍:當(dāng)調(diào)制頻率變化時(shí),,峰值頻偏與調(diào)制頻率之間的關(guān)系,。通常用規(guī)定的調(diào)制頻率比規(guī)定的調(diào)制基準(zhǔn)頻率低若干dB表示。
說(shuō)明:VCXO頻率壓控范圍頻率響應(yīng)為0~10kHz,。