Oscilent Oscillator穩(wěn)定性與可調(diào)性
來源：http://www.hhamai.cn 作者：金洛鑫電子 2019年01月23
奧斯康利Oscilent晶振公司擁有廣泛的生產(chǎn)線，1990年開始在中國生產(chǎn)，但總公司卻是在美國，1993年也在韓國成立了分工廠，主要負(fù)責(zé)TCXO，VCXO的研發(fā)和生產(chǎn)，這兩家制造基地均獲得ISO9001認(rèn)證。Oscilent Crystal公司設(shè)計(jì)的振蕩器方案具有靈活性，穩(wěn)定性與可調(diào)性，可按照客戶的要求定制產(chǎn)品，開發(fā)和制造區(qū)域的OEM，設(shè)計(jì)和按方案制造客戶提供服務(wù)。
在大多數(shù)晶體振蕩器類型中，使用可變負(fù)載電容器將振蕩頻率調(diào)整到所需值。這種振蕩器在圖4的并聯(lián)諧振區(qū)域工作，其中電抗與頻率斜率（即“剛度”）與C1成反比。為了最大化石英晶體振蕩器電路中的電抗（或相位）擾動(dòng)的頻率穩(wěn)定性，電抗斜率（或相位斜率）必須最大。這要求C1最小。然而，C1越小，調(diào)諧振蕩器越困難（即，對(duì)于給定的CL變化，Df'越小））。穩(wěn)定性最高的振蕩器使用具有小C1（和高Q值）的晶體單元。由于C1隨著泛音數(shù)迅速減少，因此高穩(wěn)定性振蕩器通常使用三次或五次泛音晶體單元。高于五分之一的泛音很少使用，因?yàn)镽1也隨著泛音數(shù)迅速增加，并且通常需要一些可調(diào)性以允許將振蕩器設(shè)置為所需頻率。
圖4.晶體單元的電抗與頻率的關(guān)系
寬調(diào)諧范圍VCXO晶振使用大C1的基模晶體單元。電壓控制用于以下目的：頻率或鎖相兩個(gè)振蕩器;用于頻率調(diào)制;補(bǔ)償，如TCXO（見下文）;并用于校準(zhǔn)（即，用于調(diào)整頻率以補(bǔ)償老化）。高穩(wěn)定性，經(jīng)過烤箱化的10-MHz 壓控晶體振蕩器可能具有±5x10-7的頻率調(diào)節(jié)范圍和2x10-8的老化速率，而寬調(diào)諧范圍的10-MHz VCXO可能具有調(diào)諧范圍為±50份/百萬（ppm），老化率為每年2ppm。
通常，使振蕩器在寬頻率范圍內(nèi)可調(diào)諧會(huì)降低其穩(wěn)定性，因?yàn)槭拐袷幤魅菀资艿焦室庹{(diào)諧也會(huì)使其容易受到導(dǎo)致無意調(diào)諧的因素的影響。例如，如果一個(gè)恒溫晶體振蕩器（OCXO晶振）設(shè)計(jì)為在特定平均時(shí)間內(nèi)具有1x10-12的穩(wěn)定性，并且可調(diào)諧性為1x10-7，那么晶體的負(fù)載電抗必須穩(wěn)定在1x10-5對(duì)于那個(gè)平均時(shí)間。實(shí)現(xiàn)這樣的負(fù)載電抗穩(wěn)定性是困難的，因?yàn)樨?fù)載電抗受雜散電容和電感，變?nèi)荻O管的電容與電壓特性的穩(wěn)定性以及變?nèi)荻O管上的電壓的穩(wěn)定性的影響。此外，不僅在良性條件下，而且在變化的環(huán)境條件（溫度，振動(dòng)，輻射等）下，必須保持1×10-5的負(fù)載電抗穩(wěn)定性。因此，振蕩器的調(diào)諧范圍越寬，保持高穩(wěn)定性就越困難。
晶體振蕩器本身就是一家比較穩(wěn)定和好用的頻率元件，在開發(fā)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中，要比普通的石英晶振要復(fù)雜一些，加工技術(shù)也比較先進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)低電源電壓，低功耗，起振快，高性能，高穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。
在大多數(shù)晶體振蕩器類型中，使用可變負(fù)載電容器將振蕩頻率調(diào)整到所需值。這種振蕩器在圖4的并聯(lián)諧振區(qū)域工作，其中電抗與頻率斜率（即“剛度”）與C1成反比。為了最大化石英晶體振蕩器電路中的電抗（或相位）擾動(dòng)的頻率穩(wěn)定性，電抗斜率（或相位斜率）必須最大。這要求C1最小。然而，C1越小，調(diào)諧振蕩器越困難（即，對(duì)于給定的CL變化，Df'越小））。穩(wěn)定性最高的振蕩器使用具有小C1（和高Q值）的晶體單元。由于C1隨著泛音數(shù)迅速減少，因此高穩(wěn)定性振蕩器通常使用三次或五次泛音晶體單元。高于五分之一的泛音很少使用，因?yàn)镽1也隨著泛音數(shù)迅速增加，并且通常需要一些可調(diào)性以允許將振蕩器設(shè)置為所需頻率。
圖4.晶體單元的電抗與頻率的關(guān)系
通常，使振蕩器在寬頻率范圍內(nèi)可調(diào)諧會(huì)降低其穩(wěn)定性，因?yàn)槭拐袷幤魅菀资艿焦室庹{(diào)諧也會(huì)使其容易受到導(dǎo)致無意調(diào)諧的因素的影響。例如，如果一個(gè)恒溫晶體振蕩器（OCXO晶振）設(shè)計(jì)為在特定平均時(shí)間內(nèi)具有1x10-12的穩(wěn)定性，并且可調(diào)諧性為1x10-7，那么晶體的負(fù)載電抗必須穩(wěn)定在1x10-5對(duì)于那個(gè)平均時(shí)間。實(shí)現(xiàn)這樣的負(fù)載電抗穩(wěn)定性是困難的，因?yàn)樨?fù)載電抗受雜散電容和電感，變?nèi)荻O管的電容與電壓特性的穩(wěn)定性以及變?nèi)荻O管上的電壓的穩(wěn)定性的影響。此外，不僅在良性條件下，而且在變化的環(huán)境條件（溫度，振動(dòng)，輻射等）下，必須保持1×10-5的負(fù)載電抗穩(wěn)定性。因此，振蕩器的調(diào)諧范圍越寬，保持高穩(wěn)定性就越困難。
晶體振蕩器本身就是一家比較穩(wěn)定和好用的頻率元件，在開發(fā)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程中，要比普通的石英晶振要復(fù)雜一些，加工技術(shù)也比較先進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)低電源電壓，低功耗，起振快，高性能，高穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。
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