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晶振的选用

     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,高性能频率计数器、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。对于频率稳定度要求±20ppm 或以上的应用,可使用普通无补偿的晶体振荡器。对于成于±1 至±20ppm 的稳定度,应该考虑TCXO 。对于低于±1ppm 的稳定度,应该考虑OCXO 或DCXO 。

----输出的考虑----
      晶振器可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 )。

----相位噪声和抖动的考虑----
      在频域测量获得的相位噪声是短期稳定度的真实量度。它可测量到中央频率的1Hz 之内和通常测量到1MHz 。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优秀的相位噪声性能。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 要求必需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。

----电源和负载的考虑----
      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较少。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工作的振荡器亦会呈现坏的波形和稳定性。

----功耗的考虑----
      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。现今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,以便在3.3V 下工作。
----封装的考虑----
      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。例如,M-tron 公司的M3L/M5L系列表面贴装振荡器现在采用3.2×5.0×1.0mm 的封装。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。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。
----工作环境的考虑----
      振荡器实际应用的环境需要慎重考虑。例如,高的振动或冲击水平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P C 母板布局技术,重要的是选择可提供辐射量*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。对于70MHz 以下的频率,建议使用HCMOS 型的振荡器。对于更高的频率,可采用ECL型的震荡器。ECL 型振荡器通常具有优秀的总噪声抑制,甚至在10 至100MHz 的较低频率下,ECL 型也比其它型的振荡器略胜一筹。

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