到目前為止,國外的晶體振蕩器制造水平已經(jīng)是相當(dāng)高的了,基本上可以滿足任何產(chǎn)品的需求,甚至可以專門為某一產(chǎn)品設(shè)計(jì),指定頻率,電源電壓,特性,類型等.石英晶體振蕩器是通過頻率振蕩來進(jìn)行工作的,但是過度的驅(qū)動(dòng)會(huì)影響石英晶振的性能和壽命,而且要實(shí)現(xiàn)低相位噪聲特性,可通過降低振動(dòng)和G靈敏度來達(dá)到這個(gè)目標(biāo).本文的主要目的,就是講述如何通過降低振動(dòng)和靈敏度,進(jìn)而影響低相噪的技術(shù)說明.
晶體振蕩器振動(dòng)靈敏度的降低目前正受到頻率控制行業(yè)許多人的關(guān)注,包括晶體和振蕩器制造商.振蕩器達(dá)到了性能水平,一個(gè)人走過房間可以降低近距離相位噪聲,而相對安靜的風(fēng)扇可以產(chǎn)生遠(yuǎn)高于更好振蕩器本底噪聲的邊帶.目前降低振動(dòng)靈敏度的技術(shù)包括降低石英晶體的加速度靈敏度,隔振系統(tǒng)和積極的補(bǔ)償.—種補(bǔ)償技術(shù)使用與晶體的靈敏度矢量對準(zhǔn)的加涑度計(jì)來產(chǎn)生校正信號(hào),而另一種技術(shù)使用兩種晶體,使得加速度矢量指向相反的方向.
而后技術(shù)的改進(jìn)將每個(gè)石英晶振的貢獻(xiàn)縮放到最終頻率,從而可以使用具有不同加速度靈敏度的晶體.這些技術(shù)已經(jīng)成功實(shí)施,但它們有些昂貴目難以制造.為了簡化振動(dòng)補(bǔ)償振蕩器的制造,正在研究三個(gè)新的想法.種技術(shù)是上述兩種晶體方法的擴(kuò)展.在這個(gè)新的實(shí)現(xiàn)中,晶體安裝時(shí)的加速度矢量指向相同的方向,這通常意味著在PCB上并排-這是一種更容易的安裝方案,特別是如果加速度矢量不正常的昰體封裝之一軸.
此外,晶體需要有不冋的加速度敏感度,通常是隨機(jī)選擇的旵體的情況.使用體的兩個(gè)有源晶振是鎖相的,并且由于加速度靈敏度不同,調(diào)諧電壓包含振動(dòng)信息.該調(diào)諧電壓被縮放并使用自舉技術(shù)應(yīng)用于兩個(gè)振蕩器,該技術(shù)避免了PLL的不穩(wěn)定.
另一種技術(shù)是通過直接在晶振板上檢測音頻壓電電壓,將昆體用作自己的加速度計(jì).晶體的工作方式類似于駐極體麥克風(fēng),音頻放大器必須具有非常高的輸入阻抗.RF振蕩器電路通過小值電容器耦合到晶體以減少音頻信號(hào)的負(fù)載,并且自諧振扼流圈將音頻放大器與RF信號(hào)隔離.為了使該補(bǔ)償方案起作用,麥克風(fēng)靈敏度矢量必須與頻率靈敏度矢量對齊.數(shù)字信號(hào)處理可用于校正頻率響應(yīng)差異.

在某些Oscillator拓?fù)渲?已經(jīng)觀察到由振動(dòng)引起的容易檢測的幅度調(diào)制.同樣,矢量屬性需要與頻率調(diào)制矢量匹配,但如果調(diào)制機(jī)制相同則可能是這種匹配.AM探測器輸出需要信號(hào)調(diào)理,但對信號(hào)的表面檢查表明,相當(dāng)簡單的強(qiáng)調(diào)石英晶振電路可能是必要的.

石英晶振在回事時(shí)會(huì)略微改變頻率,晶體具有加速度靈敏度,如果設(shè)計(jì)師不小心,電路也會(huì)如此.通過采用"2-g翻轉(zhuǎn)"測試,可以在穩(wěn)定的烤箱振蕩器中觀察到這種靈敏度.當(dāng)振蕩器上下顛倒時(shí),晶體上的力會(huì)改變2g(加1g至-1g).典型的SC切10MHz晶體將改變約0.02Hz,這提供約0.01Hz/g的靈敏度.通常,較高頻率的晶振具有較低的G靈敏度,但靈敏度可以從一個(gè)晶體到下一個(gè)晶體以及從一個(gè)晶體支架類型到下一個(gè)晶體支架類型顯著變化.改變關(guān)鍵部件的壓力甚至輕微的運(yùn)動(dòng)也可以改變頻率,增加振蕩器的整體靈敏度.

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